JP2012084914A - Semiconductor device manufacturing method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology for a trench gate power MISFET including a dummy gate electrode capable of preventing electrostatic breakdown of a gate insulator while achieving performance improvement of MISFET.SOLUTION: A trench gate power MISFET including a dummy gate electrode 9a, and a protective diode are formed on the same semiconductor substrate 1. The protective diode is disposed between a source electrode 24 and gate wiring 25. A manufacturing method of the above-described semiconductor device comprises the steps of simultaneously forming a polysilicon film for the dummy gate electrode 9a and a polysilicon film for the protective diode, and forming the source region of the power MISFET and an ntype semiconductor region 15 of the protective diode are formed in the same process.

Description

本発明は、半導体装置およびその製造技術に関し、特に、ダミーゲート電極を備えるトレンチゲート構成のパワーMISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)およびその製造に適用して有効な技術に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing technique thereof, and more particularly, to a power MISFET (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor) having a trench gate configuration including a dummy gate electrode and a technique effective when applied to the manufacturing thereof.

特許第3413569号公報(特許文献1)には、図1に示すように、トレンチゲート構成のパワーMISFET101とプレーナゲート型MISFET102および保護ダイオード103を同一基板上に形成した構造が開示されている。この構造の形成工程において、パワーMISFET101のゲート電極を構成するポリシリコン膜と保護ダイオード103を構成するポリシリコン膜とは、別工程で形成されている。そして、ゲート電極を構成するポリシリコン膜の膜厚は、保護ダイオード103を構成するポリシリコン膜の膜厚よりも厚く形成されている。また、パワーMISFET101のソース領域と保護ダイオードのカソードは同一工程で形成されている。   Japanese Patent No. 3413569 (Patent Document 1) discloses a structure in which a power MISFET 101 having a trench gate configuration, a planar gate type MISFET 102, and a protection diode 103 are formed on the same substrate as shown in FIG. In the formation process of this structure, the polysilicon film constituting the gate electrode of the power MISFET 101 and the polysilicon film constituting the protection diode 103 are formed in separate steps. The polysilicon film constituting the gate electrode is formed thicker than the polysilicon film constituting the protective diode 103. The source region of the power MISFET 101 and the cathode of the protection diode are formed in the same process.

特開2000−307109号公報(特許文献2)には、プレーナゲート型パワーMISFETと保護ダイオードとを同一基板上に形成した構造が開示されている。この構造の形成工程において、プレーナゲート型パワーMISFETのゲート電極を構成するポリシリコン膜と保護ダイオードを構成するポリシリコン膜は、同一工程で形成されている。さらに、プレーナゲート型パワーMISFETのソース領域と保護ダイオードのカソードも同一工程で形成されている。   Japanese Patent Laying-Open No. 2000-307109 (Patent Document 2) discloses a structure in which a planar gate type power MISFET and a protection diode are formed on the same substrate. In the formation process of this structure, the polysilicon film constituting the gate electrode of the planar gate type power MISFET and the polysilicon film constituting the protection diode are formed in the same process. Further, the source region of the planar gate type power MISFET and the cathode of the protection diode are formed in the same process.

米国特許5998833号明細書(特許文献3)には、ダミーゲート電極を備えるトレンチゲート構成のパワーMISFETが開示されている。このパワーMISFETにおいて、ダミーゲート電極はソース電位に接続されている。   US Pat. No. 5,998,833 (Patent Document 3) discloses a power MISFET having a trench gate structure including a dummy gate electrode. In this power MISFET, the dummy gate electrode is connected to the source potential.

特開昭63−296282号公報(特許文献4)には、ダミーゲート電極を備えるトレンチゲート構成のパワーMISFETが開示されている。このパワーMISFETにおいて、ダミーゲート電極は正電位に接続されている。   Japanese Patent Laying-Open No. 63-296282 (Patent Document 4) discloses a power MISFET having a trench gate structure including a dummy gate electrode. In this power MISFET, the dummy gate electrode is connected to a positive potential.

特開平04−229662号公報(特許文献5)には、ダミーゲート電極を備えるトレンチゲート構成のパワーMISFETが開示されている。このパワーMISFETにおいて、ダミーゲート電極はフローティング状態にされている。   Japanese Patent Laying-Open No. 04-229662 (Patent Document 5) discloses a power MISFET having a trench gate structure including a dummy gate electrode. In this power MISFET, the dummy gate electrode is in a floating state.

特許第3413569号公報Japanese Patent No. 3413569 特開2000−307109号公報JP 2000-307109 A 米国特許5998833号明細書US Pat. No. 5,998,833 特開昭63−296282号公報JP 63-296282 A 特開平04−229662号公報Japanese Patent Laid-Open No. 04-229662

トレンチゲート構成のパワーMISFET(電界効果トランジスタ)は、半導体基板の主面に掘られた溝内にゲート絶縁膜を介してゲート電極を埋め込んだ構造をしている。そして、半導体基板の主面の表層部に設ける一方、半導体基板の主面と反対側の裏面にドレイン領域を設けている。このソース領域とドレイン領域との間であって、溝内に設けられたゲート電極の側面に対向する半導体領域にはチャネルが形成される。これにより、チャネルを介したソース領域とドレイン領域の間に電流が流れる。つまり、トレンチゲート構成のパワーMISFETでは、縦方向(半導体基板の厚さ方向)に電流が流れるように構成されている。   A power MISFET (field effect transistor) having a trench gate structure has a structure in which a gate electrode is embedded in a trench dug in a main surface of a semiconductor substrate via a gate insulating film. And while providing in the surface layer part of the main surface of a semiconductor substrate, the drain region is provided in the back surface on the opposite side to the main surface of a semiconductor substrate. A channel is formed in the semiconductor region between the source region and the drain region and facing the side surface of the gate electrode provided in the trench. Thereby, a current flows between the source region and the drain region via the channel. That is, the power MISFET having a trench gate configuration is configured such that current flows in the vertical direction (the thickness direction of the semiconductor substrate).

近年、上述したトレンチゲート構成のパワーMISFETを改良して、ダミーゲート電極を備えたトレンチゲート構成のパワーMISFETが開発されている。このダミーゲート電極を備えたトレンチゲート構成のパワーMISFETは、半導体基板の主面に掘られた溝内にダミーゲート電極とゲート電極とを積層して設け、ダミーゲート電極とゲート電極とを絶縁膜で絶縁した構成をしている。また、ダミーゲート電極と溝の間には絶縁膜が形成され、ゲート電極と溝との間にはゲート絶縁膜が形成されている。このようにダミーゲート電極を設けることにより、ゲート電極とドレイン領域との間に生じる寄生容量(帰還容量)を低減することができる。すなわち、溝内に形成されたゲート電極と半導体基板の裏面に形成されたドレイン領域の間には、無視できない寄生容量が発生する。しかし、ゲート電極とドレイン領域の間にダミーゲート電極が設けられており、このダミーゲート電極をソース電位に接続することにより、寄生容量を低減するシールド効果を得ることができる。したがって、ダミーゲート電極によるシールド効果により、ゲート電極とドレイン領域との間の寄生容量を低減できるので、ダミーゲート電極を持たないトレンチゲート構成のパワーMISFETに比べて高速スイッチングを実現することができる利点がある。   In recent years, a power MISFET having a trench gate structure provided with a dummy gate electrode has been developed by improving the power MISFET having the trench gate structure described above. The power MISFET having a trench gate structure provided with the dummy gate electrode is provided by laminating a dummy gate electrode and a gate electrode in a trench dug in the main surface of the semiconductor substrate, and the dummy gate electrode and the gate electrode are provided with an insulating film. It has an insulated structure. An insulating film is formed between the dummy gate electrode and the trench, and a gate insulating film is formed between the gate electrode and the trench. By providing the dummy gate electrode in this manner, parasitic capacitance (feedback capacitance) generated between the gate electrode and the drain region can be reduced. That is, a non-negligible parasitic capacitance is generated between the gate electrode formed in the trench and the drain region formed on the back surface of the semiconductor substrate. However, a dummy gate electrode is provided between the gate electrode and the drain region, and by connecting the dummy gate electrode to the source potential, a shielding effect for reducing parasitic capacitance can be obtained. Therefore, the parasitic effect between the gate electrode and the drain region can be reduced by the shielding effect by the dummy gate electrode, and therefore, an advantage that high-speed switching can be realized as compared with the power MISFET having the trench gate configuration without the dummy gate electrode. There is.

また、ゲートとソース領域を接地した状態でドレイン領域に電圧を印加すると、溝の底部で最も電界が強くなる。このため、耐圧(BVdss)は、溝の底部近傍でアバランシェ降伏が生じる電圧で決定される。しかし、ダミーゲート電極を設けたトレンチゲート構成のパワーMISFETでは、ダミーゲート電極の電界緩和効果により、溝の底部での電界が弱められ、溝の底部近傍でのアバランシェ降伏を起こりにくくすることができる。したがって、耐圧(BVdss)を向上することができる利点がある。このような理由からダミーゲート電極を備えるトレンチゲート構成のパワーMISFETが使用されてきている。なお、耐圧(BVdss)とは、ゲート電極をソース領域とショートした状態で、ソース領域とドレイン領域の間に電圧を印加したときの降伏電圧をいう。   Further, when a voltage is applied to the drain region with the gate and source regions grounded, the electric field is strongest at the bottom of the trench. For this reason, the breakdown voltage (BVdss) is determined by the voltage at which avalanche breakdown occurs near the bottom of the groove. However, in a power MISFET having a trench gate configuration provided with a dummy gate electrode, the electric field at the bottom of the groove is weakened due to the electric field relaxation effect of the dummy gate electrode, and avalanche breakdown near the bottom of the groove can be made difficult to occur. . Therefore, there is an advantage that the breakdown voltage (BVdss) can be improved. For this reason, power MISFETs having a trench gate structure having a dummy gate electrode have been used. Note that the breakdown voltage (BVdss) is a breakdown voltage when a voltage is applied between the source region and the drain region in a state where the gate electrode is short-circuited with the source region.

ここで、ダミーゲート電極を持たないトレンチゲート構成のパワーMISFETでは、ゲート絶縁膜を薄くしてMISFETの高性能化を図ろうとしても、ゲート電極が埋め込まれた溝底部の角部(weak spot)などでゲート絶縁膜の形成不良が起こりやすい。このため、ゲート絶縁膜の薄膜化ができない。これに対し、ダミーゲート電極を備えるトレンチゲート構成のパワーMISFETでは、溝底部の角部には、絶縁膜を介してダミーゲート電極が形成されている。この絶縁膜は、溝底部の電界を緩和して耐圧(BVdss)が向上できるようにゲート絶縁膜よりも厚く設定してある。そのため、ゲート絶縁膜を薄膜化しても溝底部の角部はウィークスポットにならない。このことから、ダミーゲート電極を備えるトレンチゲート構成のパワーMISFETでは、ゲート絶縁膜の薄膜化により、オン抵抗の低減など、MISFETの高性能化を容易に実現できる利点がある。   Here, in a power MISFET having a trench gate configuration without a dummy gate electrode, even if an attempt is made to improve the performance of the MISFET by thinning the gate insulating film, a corner (weak spot) at the bottom of the groove in which the gate electrode is embedded For example, a gate insulating film formation failure is likely to occur. For this reason, the gate insulating film cannot be thinned. On the other hand, in a power MISFET having a trench gate configuration including a dummy gate electrode, a dummy gate electrode is formed at the corner of the groove bottom via an insulating film. This insulating film is set to be thicker than the gate insulating film so that the electric field at the bottom of the trench can be relaxed and the breakdown voltage (BVdss) can be improved. For this reason, even if the gate insulating film is thinned, the corner of the groove bottom does not become a weak spot. For this reason, a power MISFET having a trench gate configuration including a dummy gate electrode has an advantage that high performance of the MISFET can be easily realized by reducing the on-resistance by reducing the thickness of the gate insulating film.

しかし、ゲート絶縁膜を薄くすると、ゲート絶縁膜の静電破壊耐量が低下する問題が生じる。すなわち、ゲート絶縁膜を薄くすることにより、MISFETの高性能化を実現できる反面、静電気(サージ)などのノイズに対するMISFETの静電破壊耐量が低下する問題点が生じる。   However, when the gate insulating film is made thin, there arises a problem that the electrostatic breakdown resistance of the gate insulating film is lowered. That is, by making the gate insulating film thin, it is possible to realize high performance of the MISFET, but there arises a problem that the electrostatic breakdown resistance of the MISFET with respect to noise such as static electricity (surge) is lowered.

また、自動車用途のパワーMISFETでは静電気などのノイズに対する保護回路を搭載する必要性が高まっている。   In addition, in power MISFETs for automobile applications, there is an increasing need for mounting a protection circuit against noise such as static electricity.

本発明の目的は、ダミーゲート電極を備えるトレンチゲート構成のパワーMISFETにおいて、MISFETの性能向上を図りながら、ゲート絶縁膜の静電破壊を防止することができる技術を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a technique capable of preventing electrostatic breakdown of a gate insulating film while improving the performance of a MISFET in a power MISFET having a trench gate configuration including a dummy gate electrode.

また、本発明の他の目的は、ダミーゲート電極を備えるトレンチゲート構成のパワーMISFETの製造技術において、ゲート絶縁膜の静電破壊を防止する構造を容易に形成できる技術を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a technique capable of easily forming a structure for preventing electrostatic breakdown of a gate insulating film in a manufacturing technique of a power MISFET having a trench gate configuration including a dummy gate electrode.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。   Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

本発明による半導体装置は、同一半導体基板上に電界効果トランジスタおよびダイオードが形成された半導体装置であって、前記半導体基板上に形成された、前記電界効果トランジスタのドレイン領域と、前記ドレイン領域上に形成された、前記電界効果トランジスタのチャネル形成領域と、前記チャネル形成領域上に形成された、前記電界効果トランジスタのソース領域とを有している。また、前記ソース領域の上面から前記ドレイン領域に到達する溝と、前記溝内に形成された第1絶縁膜と、前記溝内の、前記第1絶縁膜上に形成された第1導電膜と、前記溝内の、前記第1導電膜上に形成された、前記電界効果トランジスタのゲート絶縁膜とを有している。さらに、前記溝内の、前記ゲート絶縁膜上に形成された前記電界効果トランジスタのゲート電極と、前記半導体基板上に形成された、前記第1導電膜と同一層からなる第2導電膜と、前記第2導電膜内に形成された、前記ダイオードのアノード領域およびカソード領域を有している。そして、前記ダイオードの前記アノード領域およびカソード領域がそれぞれ前記電界効果トランジスタの前記ゲート電極または前記ソース領域に電気的に接続されていることを特徴とするものである。   A semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device in which a field effect transistor and a diode are formed on the same semiconductor substrate, the drain region of the field effect transistor formed on the semiconductor substrate, and on the drain region A channel formation region of the field effect transistor formed; and a source region of the field effect transistor formed on the channel formation region. A groove reaching the drain region from the upper surface of the source region; a first insulating film formed in the groove; and a first conductive film formed on the first insulating film in the groove; And a gate insulating film of the field effect transistor formed on the first conductive film in the trench. A gate electrode of the field effect transistor formed on the gate insulating film in the trench; a second conductive film formed on the semiconductor substrate and made of the same layer as the first conductive film; An anode region and a cathode region of the diode are formed in the second conductive film. The anode region and the cathode region of the diode are electrically connected to the gate electrode or the source region of the field effect transistor, respectively.

また、本発明による半導体装置は、(a)ダミーゲート電極を備えるトレンチゲート構成の電界効果トランジスタと、(b)前記電界効果トランジスタを静電破壊から保護する保護ダイオードとを備えている。そして、前記電界効果トランジスタと前記保護ダイオードとは同一半導体基板上に形成されていることを特徴とするものである。   The semiconductor device according to the present invention includes (a) a field effect transistor having a trench gate configuration including a dummy gate electrode, and (b) a protection diode for protecting the field effect transistor from electrostatic breakdown. The field effect transistor and the protection diode are formed on the same semiconductor substrate.

また、本発明による半導体装置の製造方法は、ダミーゲート電極を備えるトレンチゲート構成の電界効果トランジスタと、前記電界効果トランジスタを静電破壊から保護する保護ダイオードとを有する半導体装置の製造方法に関するものである。そして、前記保護ダイオードを構成する保護ダイオード用ポリシリコン膜と前記ダミーゲート電極を構成するダミー電極用ポリシリコン膜とを同一工程で形成することを特徴とする。また、前記保護ダイオードのカソードと前記電界効果トランジスタのソース領域とを同一工程で形成することを特徴とする。   In addition, a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device having a field effect transistor having a trench gate configuration including a dummy gate electrode and a protection diode for protecting the field effect transistor from electrostatic breakdown. is there. The protective diode polysilicon film constituting the protection diode and the dummy electrode polysilicon film constituting the dummy gate electrode are formed in the same step. Further, the cathode of the protection diode and the source region of the field effect transistor are formed in the same process.

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。   Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.

ダミーゲート電極を備えるトレンチゲート構成のパワーMISFETと、保護ダイオードとを同一半導体基板上に形成したので、MISFETの性能向上を図りながら、ゲート絶縁膜の静電破壊を防止することができる。   Since the power MISFET having the trench gate configuration including the dummy gate electrode and the protection diode are formed on the same semiconductor substrate, electrostatic breakdown of the gate insulating film can be prevented while improving the performance of the MISFET.

保護ダイオードを構成する保護ダイオード用ポリシリコン膜とダミーゲート電極を構成するダミー電極用ポリシリコン膜とを同一工程で形成する。また、保護ダイオードのカソードと、ダミーゲート電極を備えるトレンチゲート構成のパワーMISFETのソース領域とを同一工程で形成する。これにより、加工工程の複雑化を抑制して容易に、ダミーゲート電極を備えるトレンチゲート構成のパワーMISFETと保護ダイオードを形成することができる。   The protective diode polysilicon film constituting the protection diode and the dummy electrode polysilicon film constituting the dummy gate electrode are formed in the same process. In addition, the cathode of the protective diode and the source region of the power MISFET having a trench gate configuration including a dummy gate electrode are formed in the same process. As a result, it is possible to easily form a power MISFET and a protection diode having a trench gate configuration including a dummy gate electrode while suppressing the complexity of the processing process.

本発明者らが検討した半導体装置の構成を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the structure of the semiconductor device which the present inventors examined. 本発明の実施の形態における半導体装置を示した平面図である。It is the top view which showed the semiconductor device in embodiment of this invention. 図2のA−A線で切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected by the AA line of FIG. 図2のB−B線で切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected by the BB line of FIG. 実施の形態1における半導体装置を利用した回路の一例を示した図である。5 is a diagram illustrating an example of a circuit using the semiconductor device in Embodiment 1. FIG. 実施の形態における半導体装置の製造工程を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the manufacturing process of the semiconductor device in embodiment. 図6に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device following that of FIG. 6; 実施の形態における半導体装置の製造工程を示した平面図である。It is the top view which showed the manufacturing process of the semiconductor device in embodiment. 図7に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device following that of FIG. 7; 図9に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device following that of FIG. 9; 図10に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device following that of FIG. 10; 図11に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device following that of FIG. 11; 図12に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device following that of FIG. 12; 実施の形態における半導体装置の製造工程を示した平面図である。It is the top view which showed the manufacturing process of the semiconductor device in embodiment. 図13に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device following that of FIG. 13; 図15に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device following that of FIG. 15; 実施の形態における半導体装置の製造工程を示した平面図である。It is the top view which showed the manufacturing process of the semiconductor device in embodiment. 図16に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device following that of FIG. 16; 図18に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device following that of FIG. 18; 実施の形態における半導体装置の製造工程を示した平面図である。It is the top view which showed the manufacturing process of the semiconductor device in embodiment. 図19に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。FIG. 20 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device following that of FIG. 19; 実施の形態における半導体装置の製造工程を示した平面図である。It is the top view which showed the manufacturing process of the semiconductor device in embodiment. 図21に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。FIG. 22 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device following that of FIG. 21; 実施の形態における半導体装置のレイアウト構成の一例を示した平面図である。4 is a plan view illustrating an example of a layout configuration of a semiconductor device in an embodiment. FIG. 実施の形態における半導体装置のレイアウト構成の一例を示した平面図である。4 is a plan view illustrating an example of a layout configuration of a semiconductor device in an embodiment. FIG.

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。   In the following embodiments, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant to each other. There are some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like.

また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。   Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number.

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。   Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say.

同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。   Similarly, in the following embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc., of components, etc., unless otherwise specified, and in principle, it is considered that this is not clearly the case, it is substantially the same. Including those that are approximate or similar to the shape. The same applies to the above numerical values and ranges.

本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図を見やすくするため、平面図であってもハッチングを付す場合がある。   Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted. In order to make the figure easy to see, even a plan view may be hatched.

図2は、本実施の形態における半導体チップCPを示した略平面図である。図2に示すように、半導体チップCPの中央部にはパワーMISFETのソース電極24が形成されており、このソース電極24の一部がソースパッドSPになっている。すなわち、図2では、図示していないが、半導体チップCPの主面には、表面保護膜としてポリイミド樹脂膜が形成されており、このポリイミド樹脂膜からは、ソース電極24の一部が露出してソースパッドSPが形成されている。   FIG. 2 is a schematic plan view showing the semiconductor chip CP in the present embodiment. As shown in FIG. 2, the source electrode 24 of the power MISFET is formed in the central portion of the semiconductor chip CP, and a part of the source electrode 24 serves as the source pad SP. That is, although not shown in FIG. 2, a polyimide resin film is formed as a surface protective film on the main surface of the semiconductor chip CP, and a part of the source electrode 24 is exposed from the polyimide resin film. Thus, a source pad SP is formed.

また、ソース電極24の外周を囲むように、ゲート配線25が形成されている。ゲート配線25もポリイミド樹脂膜で覆われており、このポリイミド樹脂膜からゲート配線25の一部が露出してゲートパッドGPが形成されている。ソースパッドSPおよびゲートパッドGPには、ボンディングワイヤなどが接続されるようになっている。   A gate wiring 25 is formed so as to surround the outer periphery of the source electrode 24. The gate wiring 25 is also covered with a polyimide resin film, and a part of the gate wiring 25 is exposed from the polyimide resin film to form a gate pad GP. A bonding wire or the like is connected to the source pad SP and the gate pad GP.

ソース電極24とゲートパッドGPの間には、n型半導体領域15およびp型半導体領域8aが複数形成されている。すなわち、ソース電極24とゲートパッドGPの間には、pn接合よりなる保護ダイオード(ツェナダイオード)が複数形成されている。図2では、ソース電極24とゲートパッドGPの間に、互いに向きの異なるように接続した(back to back)一対の保護ダイオードが2組直列に形成されている。具体的には、アノード電極(アノード領域であるp型半導体領域8a)同士を接続した一対の保護ダイオードを2組直列に接続し、一対の保護ダイオードのカソード電極(カソード領域であるn型半導体領域15)をゲート配線25に接続している。そして、もう一対の保護ダイオードのカソード電極(n型半導体領域15)をソース電極24に接続している。 A plurality of n + type semiconductor regions 15 and p type semiconductor regions 8a are formed between the source electrode 24 and the gate pad GP. In other words, a plurality of protective diodes (zener diodes) made of pn junctions are formed between the source electrode 24 and the gate pad GP. In FIG. 2, two pairs of protective diodes are connected in series between the source electrode 24 and the gate pad GP so as to be connected back to back. Specifically, two pairs of protection diodes connecting anode electrodes (p type semiconductor regions 8a which are anode regions) are connected in series, and cathode electrodes of the pair of protection diodes (n + type which is a cathode region). The semiconductor region 15) is connected to the gate wiring 25. The cathode electrode (n + type semiconductor region 15) of another pair of protective diodes is connected to the source electrode 24.

図3は、図2のA−A線で切断した断面を示す断面図である。図3において、半導体基板1上には、n型不純物を導入したn型エピタキシャル層2が形成されており、このn型エピタキシャル層2内には、p型不純物を導入したp型ウェル3が形成されている。また、n型エピタキシャル層2上の所定領域には、素子を分離するための素子分離領域4が形成されている。素子分離領域4で分離された活性領域には、nチャネル型のパワーMISFETが形成されている。p型ウェル3は、耐圧の高いpn接合を形成するために設けられており、ソース電位に接続されている。   3 is a cross-sectional view showing a cross section taken along line AA of FIG. In FIG. 3, an n-type epitaxial layer 2 into which an n-type impurity is introduced is formed on a semiconductor substrate 1, and a p-type well 3 into which a p-type impurity is introduced is formed in the n-type epitaxial layer 2. Has been. An element isolation region 4 for isolating elements is formed in a predetermined region on the n-type epitaxial layer 2. An n-channel power MISFET is formed in the active region isolated by the element isolation region 4. The p-type well 3 is provided to form a pn junction having a high breakdown voltage, and is connected to the source potential.

nチャネル型のパワーMISFETは、n型エピタキシャル層2に設けられた半導体領域であるソース領域14と、n型エピタキシャル層2および半導体基板1よりなるドレイン領域とを有している。そして、ソース領域14とドレイン領域との間のn型エピタキシャル層2には、チャネル形成用の半導体領域(チャネル形成領域)13が形成されている。ソース領域14には、例えば、リン(P)または砒素(As)が導入され、チャネル形成用の半導体領域13には、例えばホウ素(B)が導入されている。   The n-channel type power MISFET has a source region 14 which is a semiconductor region provided in the n-type epitaxial layer 2 and a drain region composed of the n-type epitaxial layer 2 and the semiconductor substrate 1. A channel-forming semiconductor region (channel forming region) 13 is formed in the n-type epitaxial layer 2 between the source region 14 and the drain region. For example, phosphorus (P) or arsenic (As) is introduced into the source region 14, and boron (B) is introduced into the semiconductor region 13 for forming the channel.

半導体基板1の主面には、半導体基板1の主面に対して直交する方向(半導体基板1の厚さ方向)に延在する複数の溝6が形成されている。溝6は、半導体基板1の主面からチャネル形成用の半導体領域13を貫通し、n型エピタキシャル層2の下部で終端するように形成されている。すなわち、溝6はソース領域14の上面からドレイン領域に到達するように形成されている。   A plurality of grooves 6 extending in a direction orthogonal to the main surface of the semiconductor substrate 1 (a thickness direction of the semiconductor substrate 1) are formed on the main surface of the semiconductor substrate 1. The groove 6 is formed so as to penetrate the semiconductor region 13 for channel formation from the main surface of the semiconductor substrate 1 and terminate at the lower part of the n-type epitaxial layer 2. That is, the trench 6 is formed so as to reach the drain region from the upper surface of the source region 14.

図3において、右側2つの溝6の内部下方には、絶縁膜(第1絶縁膜)7を介してダミーゲート電極9aが形成されている。また、溝6の内部上方には、ゲート絶縁膜10を介してゲート電極11aが形成されている。絶縁膜7およびゲート絶縁膜10は、ともに、例えば酸化シリコン膜よりなるが、絶縁膜7の方が、ゲート絶縁膜10よりも厚く形成されている。具体的に、絶縁膜7の厚さは、例えば200nm程度、ゲート絶縁膜10の厚さは、例えば50nm程度である。   In FIG. 3, a dummy gate electrode 9 a is formed below the inside of the two grooves 6 on the right side via an insulating film (first insulating film) 7. A gate electrode 11 a is formed above the inside of the trench 6 with a gate insulating film 10 interposed therebetween. Both the insulating film 7 and the gate insulating film 10 are made of, for example, a silicon oxide film, but the insulating film 7 is formed thicker than the gate insulating film 10. Specifically, the insulating film 7 has a thickness of about 200 nm, for example, and the gate insulating film 10 has a thickness of about 50 nm, for example.

ダミーゲート電極9aおよびゲート電極11aは、ともに、例えば低抵抗なポリシリコン膜よりなるが、ダミーゲート電極9aとゲート電極11aとの間に介在した絶縁膜により互いに絶縁されている。このダミーゲート電極(第1導電膜よりなる)9aは、ゲート電極11aと電気的に接続されている。すなわち、本実施の形態1では、ダミーゲート電極9aとゲート電極11aとを同電位にすることで、ダミーゲート電極9aとゲート電極11aの間に介在する絶縁膜の絶縁耐性がゲート電極11aの耐圧に影響しなくすることができる。したがって、ゲート電極11aの耐圧向上を図ることができる。つまり、ゲート電極11aの耐圧は、ダミーゲート電極9aとゲート電極11aの間に介在する絶縁膜の絶縁耐性に影響を受けやすいが、本実施の形態1では、この絶縁膜を挟んだダミーゲート電極9aとゲート電極11aとを同電位にすることで、介在する絶縁膜に電圧負荷がかからないようにしているため、ゲート電極11aの耐圧を向上させることができる。   The dummy gate electrode 9a and the gate electrode 11a are both made of, for example, a low-resistance polysilicon film, but are insulated from each other by an insulating film interposed between the dummy gate electrode 9a and the gate electrode 11a. The dummy gate electrode (made of the first conductive film) 9a is electrically connected to the gate electrode 11a. That is, in the first embodiment, by setting the dummy gate electrode 9a and the gate electrode 11a to the same potential, the insulation resistance of the insulating film interposed between the dummy gate electrode 9a and the gate electrode 11a can be increased. Can be made unaffected. Therefore, the breakdown voltage of the gate electrode 11a can be improved. That is, the breakdown voltage of the gate electrode 11a is easily affected by the insulation resistance of the insulating film interposed between the dummy gate electrode 9a and the gate electrode 11a. In the first embodiment, the dummy gate electrode sandwiching this insulating film is used. By making 9a and the gate electrode 11a have the same potential, a voltage load is not applied to the intervening insulating film, so that the breakdown voltage of the gate electrode 11a can be improved.

ゲート電極11aは、パワーMISFETの制御電極であり、パワーMISFETの動作制御用の電圧が印加されるようになっている。ゲート電極11aの上面は、半導体基板1の主面(ソース領域14の上面)よりも若干低くなっており、低く窪むゲート電極11aの上面上には、例えば、酸化シリコン膜よりなるサイドウォール12が埋め込まれている。パワーMISFETのチャネルは、ゲート電極11aの側面に対向するチャネル形成用の半導体領域13に形成される。すなわち、パワーMISFETのチャネル電流は、溝6の側面に沿って半導体基板1に直交する半導体基板1の厚さ方向に向かって流れるようになっている。   The gate electrode 11a is a control electrode for the power MISFET, and a voltage for controlling the operation of the power MISFET is applied to the gate electrode 11a. The upper surface of the gate electrode 11a is slightly lower than the main surface of the semiconductor substrate 1 (the upper surface of the source region 14), and the sidewall 12 made of, for example, a silicon oxide film is formed on the upper surface of the gate electrode 11a that is recessed. Is embedded. The channel of the power MISFET is formed in the semiconductor region 13 for channel formation facing the side surface of the gate electrode 11a. That is, the channel current of the power MISFET flows in the thickness direction of the semiconductor substrate 1 orthogonal to the semiconductor substrate 1 along the side surface of the groove 6.

また、図3において、最外周(左側)の溝6は、パワーMISFETとして機能しない構造となっており、絶縁膜7を介してダミーゲート電極用引き出し部9bが形成されている。そして、ダミーゲート電極用引き出し部9b上には、ゲート絶縁膜10を介してゲート電極用引き出し部11bが形成されている。ダミーゲート電極用引き出し部9bは、ダミーゲート電極9aと電気的に接続されており、ゲート電極用引き出し部11bは、ゲート電極11aと電気的に接続されている。   In FIG. 3, the outermost (left) groove 6 has a structure that does not function as a power MISFET, and a dummy gate electrode lead portion 9 b is formed through an insulating film 7. A gate electrode lead portion 11b is formed on the dummy gate electrode lead portion 9b with a gate insulating film 10 interposed therebetween. The dummy gate electrode lead portion 9b is electrically connected to the dummy gate electrode 9a, and the gate electrode lead portion 11b is electrically connected to the gate electrode 11a.

さらに、半導体基板1の主面上には、層間絶縁膜16が形成されており、この層間絶縁膜16からゲート電極用引き出し部11bに達するコンタクト孔(第2コンタクト孔)17が形成されている。同様に、層間絶縁膜16からチャネル形成用の半導体領域13に達するコンタクト孔18が形成されている。このコンタクト孔18は、ソース領域14に接している。なお、図3では、図示されていないが、層間絶縁膜16からゲート電極用引き出し部11bに接触せずに、ダミーゲート電極用引き出し部9bに達するコンタクト孔(第1コンタクト孔)も形成されている。   Further, an interlayer insulating film 16 is formed on the main surface of the semiconductor substrate 1, and a contact hole (second contact hole) 17 reaching from the interlayer insulating film 16 to the gate electrode lead portion 11b is formed. . Similarly, a contact hole 18 reaching the channel forming semiconductor region 13 from the interlayer insulating film 16 is formed. The contact hole 18 is in contact with the source region 14. Although not shown in FIG. 3, a contact hole (first contact hole) reaching the dummy gate electrode lead portion 9b without being in contact with the gate electrode lead portion 11b from the interlayer insulating film 16 is also formed. Yes.

層間絶縁膜16からゲート電極用引き出し部11bに達するコンタクト孔17を埋め込むように、ゲート配線25が形成されている。すなわち、ゲート電極用引き出し部11bは、ゲート配線25と電気的に接続されている。同様に、層間絶縁膜16からチャネル形成用の半導体領域13に達するコンタクト孔18を埋め込むように、ソース電極24が形成されている。ソース電極24およびゲート配線25は、バリアメタル膜および金属膜の積層膜から構成されている。バリアメタル膜は、例えばチタンタングステン(TiW)膜22からなり、金属膜は、例えばアルミニウム膜23またはアルミニウム合金膜からなる。   A gate wiring 25 is formed so as to fill the contact hole 17 reaching from the interlayer insulating film 16 to the gate electrode lead portion 11b. In other words, the gate electrode lead portion 11 b is electrically connected to the gate wiring 25. Similarly, a source electrode 24 is formed so as to fill the contact hole 18 that reaches the semiconductor region 13 for channel formation from the interlayer insulating film 16. The source electrode 24 and the gate wiring 25 are composed of a laminated film of a barrier metal film and a metal film. The barrier metal film is made of, for example, a titanium tungsten (TiW) film 22, and the metal film is made of, for example, an aluminum film 23 or an aluminum alloy film.

ソース電極24は、チャネル形成用の半導体領域13に達するコンタクト孔18の側面を通じて、ソース領域14に接触している。これにより、ソース電極24は、ソース領域14と電気的に接続されている。また、コンタクト孔18の底部には、p型半導体領域20が形成されており、ソース電極24は、このp型半導体領域20を通じて、チャネル形成用の半導体領域13と電気的に接続されている。   The source electrode 24 is in contact with the source region 14 through the side surface of the contact hole 18 reaching the channel forming semiconductor region 13. Thereby, the source electrode 24 is electrically connected to the source region 14. A p-type semiconductor region 20 is formed at the bottom of the contact hole 18, and the source electrode 24 is electrically connected to the channel-forming semiconductor region 13 through the p-type semiconductor region 20.

ソース電極24およびゲート配線25が形成された半導体基板1の主面上には、表面保護膜としてポリイミド樹脂膜27が形成されている。そして、ソース電極24の一部であるソースパッド上では、ポリイミド樹脂膜27が除去され、ソースパッドが露出している。また、半導体基板1の主面と反対側の裏面には、ドレイン電極29が形成されている。ドレイン電極29は、例えばチタン(Ti)膜28a、ニッケル(Ni)膜28bおよび金(Au)膜28cの積層膜から構成されている。   A polyimide resin film 27 is formed as a surface protective film on the main surface of the semiconductor substrate 1 on which the source electrode 24 and the gate wiring 25 are formed. Then, on the source pad that is a part of the source electrode 24, the polyimide resin film 27 is removed, and the source pad is exposed. A drain electrode 29 is formed on the back surface opposite to the main surface of the semiconductor substrate 1. The drain electrode 29 is composed of a laminated film of, for example, a titanium (Ti) film 28a, a nickel (Ni) film 28b, and a gold (Au) film 28c.

次に、本実施の形態におけるパワーMISFETでは、ダミーゲート電極9aを設けているが、このダミーゲート電極9aの機能について説明する。   Next, in the power MISFET in the present embodiment, the dummy gate electrode 9a is provided. The function of the dummy gate electrode 9a will be described.

ダミーゲート電極9aを設けていないパワーMISFETでは、ゲート電極とソース領域を接地した状態でドレイン領域に電圧を印加すると、ゲート電極が形成されている溝の底部で最も電界が強くなる。したがって、パワーMISFETの 耐圧(BVdss)は、溝の底部近傍でアバランシェ降伏が起こる電圧で決定される。この溝の底部には比較的薄いゲート絶縁膜しかないため、ゲートとドレイン間の電界がより強くなりやすくなっている。   In a power MISFET in which the dummy gate electrode 9a is not provided, when a voltage is applied to the drain region with the gate electrode and the source region grounded, the electric field is strongest at the bottom of the groove where the gate electrode is formed. Therefore, the breakdown voltage (BVdss) of the power MISFET is determined by the voltage at which avalanche breakdown occurs near the bottom of the trench. Since there is only a relatively thin gate insulating film at the bottom of this groove, the electric field between the gate and the drain tends to be stronger.

これに対して、図3に示すようなダミーゲート電極9aを設けたパワーMISFETでは、ダミーゲート電極9aの溝6の底部における電界が最も強くなりやすいが、ゲート絶縁膜10よりも厚い絶縁膜7があるのでダミーゲート電極9aとドレイン領域間の電界を緩和しやすくなっている。そのため、ダミーゲート電極9aを設けていないパワーMISFETにくらべて耐圧(BVdss)を向上することができる。   On the other hand, in the power MISFET provided with the dummy gate electrode 9a as shown in FIG. 3, the electric field at the bottom of the groove 6 of the dummy gate electrode 9a tends to be strongest, but the insulating film 7 thicker than the gate insulating film 10 Therefore, the electric field between the dummy gate electrode 9a and the drain region can be easily relaxed. Therefore, the breakdown voltage (BVdss) can be improved as compared with the power MISFET not provided with the dummy gate electrode 9a.

さらに、ダミーゲート電極9aを設けることにより、以下に示す利点がある。パワーMISFETでは、ゲート絶縁膜の膜厚を薄膜化することにより、性能向上を図ることができるが、ダミーゲート電極9aを設けていないパワーMISFETでは、ゲート絶縁膜の膜厚をあまり薄膜化することができない問題がある。すなわち、ダミーゲート電極9aを設けていないパワーMISFETでは、溝の内部にゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成されているが、溝の底部の角部にゲート絶縁膜の形成不良が生じやすいウィークスポットが存在する。このため、ゲート絶縁膜の膜厚を薄膜化できない。   Further, the provision of the dummy gate electrode 9a has the following advantages. In the power MISFET, the performance can be improved by reducing the thickness of the gate insulating film. However, in the power MISFET in which the dummy gate electrode 9a is not provided, the thickness of the gate insulating film is reduced too much. There is a problem that can not be. That is, in the power MISFET not provided with the dummy gate electrode 9a, the gate electrode is formed in the groove through the gate insulating film, but the weakly formed gate insulating film is likely to occur at the corner of the bottom of the groove. There is a spot. For this reason, the thickness of the gate insulating film cannot be reduced.

これに対し、ダミーゲート電極9aを設けたパワーMISFETにおいて、溝6の内部下方には、絶縁膜7を介してダミーゲート電極9aが形成され、溝6の内部上方には、ゲート絶縁膜10を介してゲート電極11aが形成されている。したがって、溝6の底部の角部には、ゲート絶縁膜10ではなく絶縁膜7が形成されている。この絶縁膜7は耐圧(BVdss)向上のためにゲート絶縁膜10よりも厚く設定されているので、ゲート絶縁膜10を薄膜化しても溝底部の角部はウィークスポットにならない。このことから、ダミーゲート電極9aを設けたパワーMISFETでは、ゲート絶縁膜の膜厚の薄膜化により性能向上を図ることができる利点がある。   On the other hand, in the power MISFET provided with the dummy gate electrode 9a, the dummy gate electrode 9a is formed below the inside of the groove 6 via the insulating film 7, and the gate insulating film 10 is formed above the inside of the groove 6. A gate electrode 11a is formed therethrough. Therefore, not the gate insulating film 10 but the insulating film 7 is formed at the corner of the bottom of the trench 6. Since this insulating film 7 is set to be thicker than the gate insulating film 10 in order to improve the breakdown voltage (BVdss), even if the gate insulating film 10 is thinned, the corner portion of the groove bottom does not become a weak spot. Therefore, the power MISFET provided with the dummy gate electrode 9a has an advantage that the performance can be improved by reducing the thickness of the gate insulating film.

しかし、ゲート絶縁膜10を薄くすると、ゲート絶縁膜10の静電破壊耐量が低下する。そこで、本実施の形態では、ダミーゲート電極9aを設けたパワーMISFETとこのパワーMISFETに接続する保護ダイオードとを同一の半導体基板1上に形成している。これにより、ゲート絶縁膜10の膜厚の薄膜化を実現しながら、ゲート絶縁膜10の静電破壊耐量を確保できる。   However, when the gate insulating film 10 is thinned, the electrostatic breakdown resistance of the gate insulating film 10 is reduced. Therefore, in the present embodiment, the power MISFET provided with the dummy gate electrode 9a and the protective diode connected to the power MISFET are formed on the same semiconductor substrate 1. As a result, the electrostatic breakdown resistance of the gate insulating film 10 can be ensured while the thickness of the gate insulating film 10 is reduced.

図4は、図2のB−B線で切断した断面を示した断面図である。図4において、半導体基板1の主面上には、ダミーゲート電極9aを設けたパワーMISFETと保護ダイオードが形成されている。保護ダイオードは、p型半導体領域8aとn型半導体領域15との間に生じるpn接合によって形成されている。図4では、ゲート配線25(ゲート電極11aに電気的に接続されている)とソース電極24との間にp型半導体領域8aとn型半導体領域15が交互に形成されており、4つの保護ダイオードが形成されている。この4つの保護ダイオードによって、互いに向きの異なるように接続された一対の保護ダイオードが2組直列に配列されている。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing a cross section taken along line BB in FIG. In FIG. 4, on the main surface of the semiconductor substrate 1, a power MISFET provided with a dummy gate electrode 9a and a protection diode are formed. The protection diode is formed by a pn junction generated between the p type semiconductor region 8 a and the n + type semiconductor region 15. In FIG. 4, p type semiconductor regions 8 a and n + type semiconductor regions 15 are alternately formed between the gate wiring 25 (electrically connected to the gate electrode 11 a) and the source electrode 24. Two protective diodes are formed. By the four protection diodes, two pairs of protection diodes connected in different directions are arranged in series.

このように、ゲート配線25とソース電極24の間に保護ダイオードを電気的に接続することにより、ゲート絶縁膜10を静電破壊から保護できることについて説明する。例えば、ゲート配線25とソース電極24との間に、ゲート絶縁膜10の静電破壊耐量を超えるサージ電圧が印加されたとする。このとき、ゲート配線25とソース電極24との間に保護ダイオードが設けられていない場合、ゲート絶縁膜10には、静電破壊耐量を超えるサージ電圧が印加されてしまう。このため、ゲート絶縁膜10は、破壊されてしまう。   Thus, it will be described that the gate insulating film 10 can be protected from electrostatic breakdown by electrically connecting a protective diode between the gate wiring 25 and the source electrode 24. For example, it is assumed that a surge voltage exceeding the electrostatic breakdown tolerance of the gate insulating film 10 is applied between the gate wiring 25 and the source electrode 24. At this time, when a protective diode is not provided between the gate wiring 25 and the source electrode 24, a surge voltage exceeding the electrostatic breakdown resistance is applied to the gate insulating film 10. For this reason, the gate insulating film 10 is destroyed.

これに対し、ゲート配線25とソース電極24の間に保護ダイオードが接続されていると、例えばサージ電圧によって保護ダイオードに逆バイアス電圧が印加される。このサージ電圧による逆バイアス電圧が、降伏電圧を超えると保護ダイオードに降伏電流が流れる。このとき、保護ダイオードには、降伏電圧が印加されるが、この降伏電圧は一定である。すなわち、降伏電圧を超えるサージ電圧が保護ダイオードに印加されても、保護ダイオードにかかる電圧は一定の降伏電圧である。したがって、この保護ダイオードに印加される降伏電圧が、ゲート絶縁膜10に印加されることになる。すなわち、保護ダイオードを設けることによって、絶縁破壊耐量を超えるサージ電圧がパワーMISFETのゲート配線25とソース電極24の間に印加されても、ゲート絶縁膜10には、保護ダイオードによる降伏電圧がかかるだけである。この保護ダイオードによる降伏電圧が所定値以下になるように設計することにより、ゲート絶縁膜10に、絶縁破壊耐量を超える電圧が印加されないように保護できる。   On the other hand, when a protection diode is connected between the gate line 25 and the source electrode 24, a reverse bias voltage is applied to the protection diode by a surge voltage, for example. When the reverse bias voltage due to the surge voltage exceeds the breakdown voltage, a breakdown current flows in the protection diode. At this time, a breakdown voltage is applied to the protection diode, but this breakdown voltage is constant. That is, even if a surge voltage exceeding the breakdown voltage is applied to the protection diode, the voltage applied to the protection diode is a constant breakdown voltage. Therefore, the breakdown voltage applied to the protection diode is applied to the gate insulating film 10. That is, by providing a protective diode, even if a surge voltage exceeding the dielectric breakdown resistance is applied between the gate wiring 25 and the source electrode 24 of the power MISFET, the gate insulating film 10 is only subjected to a breakdown voltage due to the protective diode. It is. It is possible to protect the gate insulating film 10 from being applied with a voltage exceeding the dielectric breakdown resistance by designing the breakdown voltage by the protection diode to be a predetermined value or less.

本実施の形態では、互いに向きの異なるように接続された一対の保護ダイオードが2組設けられているが、互いに向きの異なるように接続された保護ダイオードを形成しているのは、極性の異なるサージ電圧が印加されることを考慮したものである。すなわち、極性の異なるサージ電圧がパワーMISFETのゲート配線25とソース電極24の間に印加されても保護ダイオードが機能するようにしたものである。互いに向きの異なるように接続された一対の保護ダイオードの構成としては、例えばアノード電極同士を接続し、一方のカソード電極をゲート配線25に接続する。そして、他方のカソード電極をソース電極24に接続するように構成することができる。また、逆に、カソード電極同士を接続し、アノード電極の一方をゲート配線25に接続するとともに、アノード電極の他方をソース電極24に接続するようにしてもよい。   In this embodiment, two pairs of protective diodes connected in different directions are provided, but the protective diodes connected in different directions are formed with different polarities. This is because the surge voltage is applied. That is, the protection diode functions even when surge voltages having different polarities are applied between the gate wiring 25 and the source electrode 24 of the power MISFET. As a configuration of a pair of protection diodes connected in different directions, for example, anode electrodes are connected to each other, and one cathode electrode is connected to the gate wiring 25. The other cathode electrode can be connected to the source electrode 24. Conversely, the cathode electrodes may be connected, one of the anode electrodes may be connected to the gate wiring 25, and the other of the anode electrodes may be connected to the source electrode 24.

また、特定の極性のサージ電圧(例えば、ソース電極に対してゲート配線25に正電圧が印加される電圧)に対して保護できるようにすればよい場合には、向きの異なる一対の保護ダイオードを設ける必要ななく、一つの保護ダイオードだけを設けるようにしてもよい。このとき、保護ダイオードのカソード電極をゲート配線25に接続し、アノード電極をソース電極24に接続するように構成できる。逆に、カソード電極をソース電極24に接続し、アノード電極をゲート配線25に接続するように構成してもよい。   In addition, when it is only necessary to protect against a surge voltage having a specific polarity (for example, a voltage at which a positive voltage is applied to the gate wiring 25 with respect to the source electrode), a pair of protection diodes having different directions may be used. There is no need to provide it, and only one protective diode may be provided. At this time, the cathode electrode of the protective diode can be connected to the gate wiring 25 and the anode electrode can be connected to the source electrode 24. Conversely, the cathode electrode may be connected to the source electrode 24, and the anode electrode may be connected to the gate wiring 25.

また、本実施の形態では、互いに向きの異なるように接続された一対の保護ダイオードを2組形成しているが、これは、一例にすぎず、保護ダイオードの動作する電圧を所定値に調整する観点から形成したものである。したがって、一対の保護ダイオードを1組だけ使用してもよいし、例えば一対の保護ダイオードを3組以上設けるようにしてもよい。   In this embodiment, two pairs of protective diodes connected in different directions are formed, but this is only an example, and the voltage at which the protective diode operates is adjusted to a predetermined value. It was formed from the viewpoint. Therefore, only one pair of protective diodes may be used, or for example, three or more pairs of protective diodes may be provided.

次に、本実施の形態におけるパワーMISFETを用いて構成した回路の一例について説明する。図5は、本実施の形態におけるパワーMISFETを用いて構成したモータ制御回路の一例を示している。このモータ制御回路は、例えば自動車に搭載されるパワーウィンドウ装置のモータを制御する回路として使用される。   Next, an example of a circuit configured using the power MISFET in this embodiment will be described. FIG. 5 shows an example of a motor control circuit configured using the power MISFET in the present embodiment. This motor control circuit is used, for example, as a circuit for controlling a motor of a power window device mounted on an automobile.

図5において、モータ制御回路は、ゲートドライブ回路30、モータ31、パワーMISFET32〜35、直流電源36および保護ダイオード37〜40を有している。このモータ制御回路は、ゲートドライブ回路30にパワーMISFET32〜35のゲート電極がそれぞれ接続されており、直流電源36の正電極にパワーMISFET32、34のドレイン電極が並列に接続されている。そして、パワーMISFET32のソース電極には、パワーMISFET33のドレイン電極が接続されており、パワーMISFET34のソース電極には、パワーMISFET35のドレイン電極が接続されている。また、パワーMISFET33のソース電極とパワーMISFET35のソース電極は、直流電源36の負電極が接続されている。モータ31は、パワーMISFET32およびパワーMISFET33の接続部分と、パワーMISFET34およびパワーMISFET35の接続部分との間に接続されている。さらに、個々のパワーMISFET32〜35のゲート電極とソース電極の間には、それぞれ保護ダイオード37〜40が電気接続されている。このように、図5に示すモータ制御回路は、パワーMISFET32〜35のゲート電極とソース電極間に、互いに異なる向き(back to back)の一対の保護ダイオードを2段接続している(保護ダイオード37〜40)。そして、モータ制御回路は、パワーMISFET32〜35を、モータ31に対してHブリッジ(フルブリッジ)になるように構成されている。   In FIG. 5, the motor control circuit includes a gate drive circuit 30, a motor 31, power MISFETs 32-35, a DC power supply 36, and protective diodes 37-40. In this motor control circuit, the gate electrodes of the power MISFETs 32 to 35 are connected to the gate drive circuit 30, and the drain electrodes of the power MISFETs 32 and 34 are connected in parallel to the positive electrode of the DC power supply 36. The source electrode of the power MISFET 32 is connected to the drain electrode of the power MISFET 33, and the source electrode of the power MISFET 34 is connected to the drain electrode of the power MISFET 35. Further, the negative electrode of the DC power source 36 is connected to the source electrode of the power MISFET 33 and the source electrode of the power MISFET 35. The motor 31 is connected between a connection portion between the power MISFET 32 and the power MISFET 33 and a connection portion between the power MISFET 34 and the power MISFET 35. Further, protection diodes 37 to 40 are electrically connected between the gate electrodes and the source electrodes of the individual power MISFETs 32 to 35, respectively. As described above, in the motor control circuit shown in FIG. 5, a pair of protection diodes having different directions (back to back) are connected in two stages between the gate electrodes and the source electrodes of the power MISFETs 32 to 35 (protection diode 37). ~ 40). The motor control circuit is configured so that the power MISFETs 32 to 35 become an H bridge (full bridge) with respect to the motor 31.

ゲートドライブ回路30は、パワーMISFET32〜35のゲート電極に所定の電圧を印加できるように構成されており、パワーMISFET32〜35をオン/オフ制御できるようになっている。パワーMISFET32〜35は、図2〜図4で説明したダミーゲート電極を設けたトレンチゲート構成のパワーMISFETであり、ゲート絶縁膜を薄膜化した高性能のパワーMISFETである。保護ダイオード37〜40は、パワーMISFET32〜35と同一の半導体基板に形成されている。   The gate drive circuit 30 is configured so that a predetermined voltage can be applied to the gate electrodes of the power MISFETs 32 to 35, and the power MISFETs 32 to 35 can be controlled on / off. The power MISFETs 32 to 35 are power MISFETs having a trench gate structure provided with the dummy gate electrodes described with reference to FIGS. 2 to 4, and are high-performance power MISFETs having a thin gate insulating film. The protection diodes 37 to 40 are formed on the same semiconductor substrate as the power MISFETs 32 to 35.

以下に、本実施の形態におけるモータ制御回路の動作について説明する。まず、ゲートドライブ回路30により、パワーMISFET33およびパワーMISFET34をオン状態にする一方、パワーMISFET32およびパワーMISFET35をオフ状態にする。すると、直流電源36の正電極は、パワーMISFET34を介してモータ31の端子31aに接続される。一方、直流電源36の負電極は、パワーMISFET33を介してモータ31の端子31bに接続される。これにより、モータ31は所定方向に回転する。次に、ゲートドライブ回路30により、パワーMISFET32およびパワーMISFET35をオン状態にする一方、パワーMISFET33およびパワーMISFET34をオフ状態にする。すると、直流電源36の正電極は、パワーMISFET32を介してモータ31の端子31bに接続される。一方、直流電源36の負電極は、パワーMISFET35を介してモータ31の端子31aに接続される。これにより、モータ31は、先程の接続状態と逆接続になるため、先程とは逆方向に回転する。このように、本実施の形態におけるモータ制御回路によれば、モータ31の回転方向を制御することができる。   The operation of the motor control circuit in the present embodiment will be described below. First, by the gate drive circuit 30, the power MISFET 33 and the power MISFET 34 are turned on, while the power MISFET 32 and the power MISFET 35 are turned off. Then, the positive electrode of the DC power supply 36 is connected to the terminal 31 a of the motor 31 via the power MISFET 34. On the other hand, the negative electrode of the DC power source 36 is connected to the terminal 31 b of the motor 31 through the power MISFET 33. Thereby, the motor 31 rotates in a predetermined direction. Next, the power MISFET 32 and the power MISFET 35 are turned on by the gate drive circuit 30, and the power MISFET 33 and the power MISFET 34 are turned off. Then, the positive electrode of the DC power source 36 is connected to the terminal 31 b of the motor 31 via the power MISFET 32. On the other hand, the negative electrode of the DC power source 36 is connected to the terminal 31 a of the motor 31 via the power MISFET 35. As a result, the motor 31 is reversely connected to the previous connection state, and thus rotates in the reverse direction. Thus, according to the motor control circuit in the present embodiment, the rotation direction of the motor 31 can be controlled.

ここで、例えばパワーMISFET32のゲート電極とソース電極の間に保護ダイオード37の降伏電圧より高いサージ電圧が印加されたとする。このとき、パワーMISFET32のゲート電極とソース電極の間には保護ダイオード37が接続されている。サージ電圧は、保護ダイオード37の降伏電圧より高いので、保護ダイオード37に逆方向電流が流れる。保護ダイオード37に逆方向電流が流れている場合、保護ダイオード37の両端にかかる電圧は一定の降伏電圧である。したがって、パワーMISFET32のゲート絶縁膜には、サージ電圧より低い降伏電圧が印加される。このようにゲート絶縁膜の絶縁破壊を起こす程度のサージ電圧が印加されても、保護ダイオード37の保護機能によりゲート絶縁膜には、絶縁破壊を起こさない程度の降伏電圧が印加されることになる。このようにして、パワーMISFET32の破壊を防止することができる。   Here, for example, it is assumed that a surge voltage higher than the breakdown voltage of the protection diode 37 is applied between the gate electrode and the source electrode of the power MISFET 32. At this time, a protection diode 37 is connected between the gate electrode and the source electrode of the power MISFET 32. Since the surge voltage is higher than the breakdown voltage of the protection diode 37, a reverse current flows through the protection diode 37. When a reverse current flows through the protection diode 37, the voltage applied to both ends of the protection diode 37 is a constant breakdown voltage. Therefore, a breakdown voltage lower than the surge voltage is applied to the gate insulating film of the power MISFET 32. Thus, even when a surge voltage that causes breakdown of the gate insulating film is applied, a breakdown voltage that does not cause breakdown is applied to the gate insulating film by the protection function of the protective diode 37. . In this way, destruction of the power MISFET 32 can be prevented.

次に、本実施の形態における半導体装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。本実施の形態における半導体装置では、ダミーゲート電極を備えるトレンチゲート構成のパワーMISFETと保護ダイオードとを同一の半導体基板に形成している。このような半導体装置を製造する場合、通常の手法を考えると、ダミーゲート電極用のポリシリコン膜、ゲート電極用のポリシリコン膜および保護ダイオード用のポリシリコン膜を別工程で形成する必要があるとともに、それぞれのポリシリコン膜を別々に加工する必要がある。このため、保護ダイオードも搭載する場合、ダミーゲート電極を備えるトレンチゲート構成のパワーMISFETだけを形成する場合に比べて、加工工程が非常に複雑になり工程数も増加してしまう問題が生じる。   Next, a method for manufacturing a semiconductor device in the present embodiment will be described with reference to the drawings. In the semiconductor device according to the present embodiment, a power MISFET having a trench gate configuration including a dummy gate electrode and a protection diode are formed on the same semiconductor substrate. When manufacturing such a semiconductor device, it is necessary to form a polysilicon film for a dummy gate electrode, a polysilicon film for a gate electrode, and a polysilicon film for a protective diode in separate steps, considering a normal method. At the same time, it is necessary to process each polysilicon film separately. For this reason, when a protective diode is also mounted, there arises a problem that the processing steps are very complicated and the number of steps is increased as compared with the case where only a power MISFET having a trench gate configuration including a dummy gate electrode is formed.

そこで、本実施の形態では、以下に示すような半導体装置の製造方法を採用することにより、加工工程の簡素化を図ることができる。   Therefore, in this embodiment, the manufacturing process can be simplified by adopting a semiconductor device manufacturing method as described below.

以下に説明する断面図において、左側の領域はパワーMISFET形成領域を示しており、右側の領域は保護ダイオード形成領域を示している。   In the cross-sectional views described below, the left region indicates a power MISFET formation region, and the right region indicates a protection diode formation region.

まず、図6に示すように、低抵抗なn型のシリコン(Si)単結晶からなる半導体基板1上に高抵抗なn型のシリコン単結晶からなるn型エピタキシャル層2を形成したものを用意する。続いて、フォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して、n型エピタキシャル層2内にp型ウェル3を形成する。p型ウェル3は、イオン注入法によりホウ素(B)などのp型不純物が導入されることにより形成される。このp型ウェル3は、耐圧の高いpn接合を作るために形成される。そして、例えば選択酸化法(LOCOS法)を使用して、素子分離領域4を形成する。この素子分離領域4は、例えば酸化シリコン膜より形成される。なお、保護ダイオード形成領域において、p型ウェル3上は、素子分離領域4で覆われている。 First, as shown in FIG. 6, an n-type epitaxial layer 2 made of a high-resistance n-type silicon single crystal is formed on a semiconductor substrate 1 made of a low-resistance n + -type silicon (Si) single crystal. prepare. Subsequently, a p-type well 3 is formed in the n-type epitaxial layer 2 by using a photolithography technique and an ion implantation method. The p-type well 3 is formed by introducing a p-type impurity such as boron (B) by ion implantation. This p-type well 3 is formed in order to make a pn junction having a high breakdown voltage. Then, the element isolation region 4 is formed using, for example, a selective oxidation method (LOCOS method). The element isolation region 4 is formed from, for example, a silicon oxide film. In the protection diode formation region, the p-type well 3 is covered with the element isolation region 4.

続いて、半導体基板1の主面上に、例えば酸化シリコン膜よりなる絶縁膜5を形成する。ここでは、酸化シリコン膜を用いるが、窒化シリコン膜(Si)などのような他の材料を用いてもよい。その後、フォトレジスト膜(以下、単にレジスト膜という)の塗布、露光および現像のような一連のフォトリソグラフィ技術を経て絶縁膜5上にレジストパターンを形成する。そして、このレジストパターンをエッチングマスクにして絶縁膜5をエッチングし、さらにレジストパターンを除去することにより、溝形成用の絶縁膜5をパターニングする。この絶縁膜5のパターンは、溝形成用のハードマスク膜としての機能を持つ。保護ダイオード形成領域においては、素子分離領域4上を絶縁膜5が覆うようになっている。 Subsequently, an insulating film 5 made of, for example, a silicon oxide film is formed on the main surface of the semiconductor substrate 1. Although a silicon oxide film is used here, another material such as a silicon nitride film (Si 3 N 4 ) may be used. Thereafter, a resist pattern is formed on the insulating film 5 through a series of photolithography techniques such as application of a photoresist film (hereinafter simply referred to as a resist film), exposure, and development. Then, using this resist pattern as an etching mask, the insulating film 5 is etched, and the resist pattern is removed to pattern the groove forming insulating film 5. The pattern of the insulating film 5 functions as a hard mask film for forming a groove. In the protection diode formation region, the insulating film 5 covers the element isolation region 4.

次に、図7に示すように、絶縁膜5のパターンをエッチングマスクにして、半導体基板1を異方性ドライエッチングによってエッチングし、溝6を形成する。この溝6は、パワーMISFET形成領域に形成される一方、保護ダイオード形成領域には形成されない。   Next, as shown in FIG. 7, the semiconductor substrate 1 is etched by anisotropic dry etching using the pattern of the insulating film 5 as an etching mask to form a groove 6. The groove 6 is formed in the power MISFET formation region, but is not formed in the protection diode formation region.

ここまでの工程を実施した半導体基板1の平面図を図8に示す。図8は半導体基板1のチップ領域CRを示したものである。図8において、素子分離領域4で囲まれた領域が活性領域であり、この活性領域には、溝6が形成されている。なお、図8のC−C断面は、断面図(図6など)のパワーMISFET形成領域を示し、D−D断面は、断面図の保護ダイオード形成領域を示している。   FIG. 8 shows a plan view of the semiconductor substrate 1 on which the steps so far are performed. FIG. 8 shows the chip region CR of the semiconductor substrate 1. In FIG. 8, a region surrounded by the element isolation region 4 is an active region, and a groove 6 is formed in this active region. 8 shows the power MISFET formation region in the cross-sectional view (FIG. 6 and the like), and the DD cross-section shows the protection diode formation region in the cross-sectional view.

続いて、図9に示すように、半導体基板1に対して熱酸化処理を施すことにより、半導体基板1の主面(溝6の内面を含む)上に、例えば酸化シリコン膜よりなる絶縁膜(絶縁膜)(第1絶縁膜)7を形成する。この絶縁膜7の厚さは、例えば200nm程度である。   Subsequently, as shown in FIG. 9, by subjecting the semiconductor substrate 1 to thermal oxidation, an insulating film (for example, a silicon oxide film) is formed on the main surface of the semiconductor substrate 1 (including the inner surface of the groove 6). Insulating film) (first insulating film) 7 is formed. The thickness of this insulating film 7 is, for example, about 200 nm.

そして、半導体基板1の主面上に、ポリシリコン膜(第1ポリシリコン膜)8を形成する。このポリシリコン膜8は、導電型不純物が導入されていない真性ポリシリコン膜であり、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)法により形成される。ポリシリコン膜8は、パワーMISFET形成領域と保護ダイオード形成領域に形成される。ポリシリコン膜8は、後述するように、ダミーゲート電極用のポリシリコン膜(第1導電膜)となるとともに、保護ダイオード用のポリシリコン膜(第2導電膜)となる。すなわち、本実施の形態1では、ダミーゲート電極用のポリシリコン膜と保護ダイオード用のポリシリコン膜をポリシリコン膜8で同時に形成している。このため、ダミーゲート電極用のポリシリコン膜と保護ダイオード用のポリシリコン膜を別工程で形成する場合に比べて、工程を簡略化できる利点がある。   Then, a polysilicon film (first polysilicon film) 8 is formed on the main surface of the semiconductor substrate 1. The polysilicon film 8 is an intrinsic polysilicon film into which no conductive impurities are introduced, and is formed by, for example, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. The polysilicon film 8 is formed in the power MISFET formation region and the protection diode formation region. As will be described later, the polysilicon film 8 becomes a dummy gate electrode polysilicon film (first conductive film) and a protective diode polysilicon film (second conductive film). That is, in the first embodiment, the polysilicon film for the dummy gate electrode and the polysilicon film for the protective diode are formed simultaneously by the polysilicon film 8. Therefore, there is an advantage that the process can be simplified as compared with the case where the polysilicon film for the dummy gate electrode and the polysilicon film for the protective diode are formed in separate processes.

次に、図10に示すように、半導体基板1上に形成されたポリシリコン膜8にイオン注入法を使用してホウ素(B)などのp型不純物を導入することにより、p型半導体領域8aを形成する。その後、図11に示すように、フォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して、パワーMISFET形成領域のp型半導体領域8aに高濃度のn型不純物を導入することにより、n型半導体領域8bを形成する。n型不純物としては、例えばリン(P)、砒素(As)またはアンチモン(Sb)などがある。続いて、半導体基板1に対して例えば1100℃以上の熱処理(アニール処理)を施す。この熱処理は、p型半導体領域8aおよびn型半導体領域8bを構成するポリシリコン膜8のグレインサイズ(結晶粒)を大きくするために行われる。後述するように、p型半導体領域8aは、保護ダイオードの一部となるが、このp型半導体領域8aのグレインサイズを大きくすることによって、保護ダイオードのリーク電流を低減できるからである。これは、高温熱処理によりグレインサイズが大きくなり、保護ダイオードのpn接合を横切る粒界(結晶粒の境界)が減少するためと考えられる。すなわち、リーク電流の経路となる粒界が減少するので、保護ダイオードのリーク電流を低減できる。この高温熱処理は、後述するチャネル形成用の半導体領域を形成する前に行うことが望ましい。チャネル形成用の半導体領域の形成後に、この高温熱処理を行うと、チャネル形成用の半導体領域が拡散してチャネルの浅接合化を実現することができなくなり、パワーMISFETの高性能化に不利となってしまうからである。 Next, as shown in FIG. 10, a p - type semiconductor region is formed by introducing a p-type impurity such as boron (B) into the polysilicon film 8 formed on the semiconductor substrate 1 using an ion implantation method. 8a is formed. Thereafter, as shown in FIG. 11, by using a photolithography technique and an ion implantation method, a high concentration n-type impurity is introduced into the p -type semiconductor region 8a of the power MISFET formation region, thereby forming an n + -type semiconductor region. 8b is formed. Examples of the n-type impurity include phosphorus (P), arsenic (As), and antimony (Sb). Subsequently, the semiconductor substrate 1 is subjected to a heat treatment (annealing process) at 1100 ° C. or higher, for example. This heat treatment is performed to increase the grain size (crystal grains) of the polysilicon film 8 constituting the p type semiconductor region 8a and the n + type semiconductor region 8b. As will be described later, the p type semiconductor region 8a becomes a part of the protection diode, but the leakage current of the protection diode can be reduced by increasing the grain size of the p type semiconductor region 8a. This is presumably because the grain size increases due to high-temperature heat treatment, and the grain boundaries (crystal grain boundaries) crossing the pn junction of the protective diode decrease. That is, since the grain boundary that becomes the path of the leakage current is reduced, the leakage current of the protective diode can be reduced. This high-temperature heat treatment is desirably performed before forming a semiconductor region for forming a channel, which will be described later. If this high-temperature heat treatment is performed after the formation of the semiconductor region for forming the channel, the semiconductor region for forming the channel diffuses, making it impossible to realize a shallow junction of the channel, which is disadvantageous for improving the performance of the power MISFET. Because it will end up.

次に、図12に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用してn型半導体領域8bを構成するポリシリコン膜8をパターニングする。これにより、溝6内に形成されているポリシリコン膜8を途中の深さまでエッチングして溝6内にダミーゲート電極9aを形成する。また、パターニングにより、半導体基板1上にダミーゲート電極用引き出し部9bを形成する。ダミーゲート電極用引き出し部9bは、ダミーゲート電極9aと電気的に接続されるように形成される。ここで、上述した熱処理により、n型半導体領域8bを構成するポリシリコン膜8のグレインサイズを大きくしている。このため、ダミーゲート電極9aの形状不良を防止できる効果も得られる。 Next, as shown in FIG. 12, the polysilicon film 8 constituting the n + type semiconductor region 8b is patterned by using a photolithography technique and an etching technique. As a result, the polysilicon film 8 formed in the trench 6 is etched to an intermediate depth to form a dummy gate electrode 9 a in the trench 6. Further, a dummy gate electrode lead portion 9b is formed on the semiconductor substrate 1 by patterning. The dummy gate electrode lead portion 9b is formed so as to be electrically connected to the dummy gate electrode 9a. Here, the grain size of the polysilicon film 8 constituting the n + type semiconductor region 8b is increased by the heat treatment described above. For this reason, the effect which can prevent the shape defect of the dummy gate electrode 9a is also acquired.

次に、図13に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して
絶縁膜7をパターニングする。ここまでの工程を実施したチップ領域CRの平面図を図14に示す。図14において、保護ダイオード形成領域には、p型半導体領域(アノード領域)8aが形成され、パワーMISFET形成領域の外周には、ダミーゲート電極用引き出し部9bが形成されていることがわかる。
Next, as shown in FIG. 13, the insulating film 7 is patterned using a photolithography technique and an etching technique. FIG. 14 is a plan view of the chip region CR in which the steps up to here are performed. In FIG. 14, it can be seen that ap type semiconductor region (anode region) 8a is formed in the protective diode formation region, and a dummy gate electrode lead portion 9b is formed on the outer periphery of the power MISFET formation region.

続いて、図15に示すように、溝6の側面を含む半導体基板1の主面上にゲート絶縁膜10を形成する。このゲート絶縁膜10は、例えば熱酸化処理によって形成された酸化シリコン膜からなり、絶縁膜7に比べて薄くなるように形成する。これは、パワーMISFETの電流駆動能力を向上させ、オン抵抗を下げるために必要である。ゲート絶縁膜10の厚さは、例えば50nm程度である。   Subsequently, as shown in FIG. 15, a gate insulating film 10 is formed on the main surface of the semiconductor substrate 1 including the side surfaces of the trench 6. The gate insulating film 10 is made of, for example, a silicon oxide film formed by thermal oxidation, and is formed to be thinner than the insulating film 7. This is necessary for improving the current driving capability of the power MISFET and lowering the on-resistance. The thickness of the gate insulating film 10 is, for example, about 50 nm.

そして、ゲート絶縁膜10上を含む半導体基板1上にポリシリコン膜(第2ポリシリコン膜)を形成する。このポリシリコン膜は、例えばCVD法を使用して形成され、n型不純物が添加されている。すなわち、このポリシリコン膜を形成する際には、例えば、ポリシリコン膜中にリンや砒素などのn型不純物が導入されている。その後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して、ポリシリコン膜をパターニングすることにより、溝6内にゲート電極11aを形成する。ゲート電極11aは、その上面が半導体基板1の主面よりも凹むリセス構造とされている。また、ポリシリコン膜のパターニングにより、ゲート電極用引き出し部11bを形成する。ゲート電極用引き出し部11bは、ゲート電極11aと電気的に接続されている。   Then, a polysilicon film (second polysilicon film) is formed on the semiconductor substrate 1 including the gate insulating film 10. This polysilicon film is formed by using, for example, a CVD method, and an n-type impurity is added. That is, when forming this polysilicon film, for example, an n-type impurity such as phosphorus or arsenic is introduced into the polysilicon film. Thereafter, the gate electrode 11a is formed in the trench 6 by patterning the polysilicon film using a photolithography technique and an etching technique. The gate electrode 11 a has a recess structure in which the upper surface is recessed from the main surface of the semiconductor substrate 1. Further, the gate electrode lead portion 11b is formed by patterning the polysilicon film. The gate electrode lead portion 11b is electrically connected to the gate electrode 11a.

ゲート電極11aに導入されているn型不純物の不純物濃度は、ダミーゲート電極9aに導入されているn型不純物の不純物濃度よりも高くなっている。言い換えれば、ゲート電極11aの抵抗率は、ダミーゲート電極9aの抵抗率に比べて低くなっている。これは、ゲート電極11aの抵抗値が高いと、並列接続されているパワーMISFETが均一に動作しにくくなるからである。つまり、パワーMISFETが均一に動作しないと、ゲート絶縁膜の静電破壊耐量や、アバランシェ耐量(誘導負荷が接続された状態でパワーMOSをターンオフさせると、瞬間的に電源電圧と誘導起電力の和の電圧がソース領域とドレイン領域との間に印加される。この電圧が耐圧を超えるとアバランシェ降伏状態になる。この時、破壊せずに流せるアバランシェ電流の最大値と時間との積(アバランシェエネルギー)のこと。)が低下してしまう不具合や、スイッチングスピードが遅くなってしまう不具合が生じる。このような不具合を防止するため、ゲート電極11aの抵抗値を下げる必要がある。このことから、ゲート電極11aの形成には、形成時にリンまたは砒素などの不純物を予め添加したポリシリコン膜が使用される。予め不純物を添加したポリシリコン膜によれば、形成時に不純物を添加せずに形成し、その後イオン注入法により不純物を導入したポリシリコン膜に比べてポリシリコン膜の低抵抗化を図ることができる。例えば、予め不純物を添加した膜厚500nmのポリシリコン膜によれば、シート抵抗を10Ω/□程度まで低抵抗化できる。これに対し、イオン注入法によって不純物を導入した膜厚500nmのポリシリコン膜によれば、シート抵抗を20Ω/□程度までしか下げることができない。したがって、ゲート電極11aの形成には、予め不純物を添加したポリシリコン膜が使用される。   The impurity concentration of the n-type impurity introduced into the gate electrode 11a is higher than the impurity concentration of the n-type impurity introduced into the dummy gate electrode 9a. In other words, the resistivity of the gate electrode 11a is lower than the resistivity of the dummy gate electrode 9a. This is because when the resistance value of the gate electrode 11a is high, the power MISFETs connected in parallel are difficult to operate uniformly. In other words, if the power MISFET does not operate uniformly, the electrostatic breakdown resistance of the gate insulating film and the avalanche resistance (when the power MOS is turned off with the inductive load connected, the sum of the power supply voltage and the induced electromotive force is instantaneously generated. When the voltage exceeds the withstand voltage, the avalanche breakdown state occurs, and the product of the maximum value of the avalanche current that can flow without destruction and the time (avalanche energy) is applied between the source region and the drain region. ))) And a switching speed becomes slow. In order to prevent such a problem, it is necessary to lower the resistance value of the gate electrode 11a. Therefore, a polysilicon film to which an impurity such as phosphorus or arsenic is added in advance at the time of formation is used for forming the gate electrode 11a. According to the polysilicon film to which impurities are added in advance, the resistance of the polysilicon film can be reduced as compared with the polysilicon film formed without adding impurities at the time of formation and then introduced with impurities by an ion implantation method. . For example, according to a polysilicon film having a thickness of 500 nm to which impurities are added in advance, the sheet resistance can be reduced to about 10 Ω / □. On the other hand, according to the polysilicon film having a thickness of 500 nm into which impurities are introduced by the ion implantation method, the sheet resistance can be reduced only to about 20Ω / □. Therefore, a polysilicon film to which impurities are added in advance is used for forming the gate electrode 11a.

一方、ダミーゲート電極9aは、パワーMISFETのゲート電極11aではないので、ゲート電極11aよりも抵抗率が高くても、並列接続されているパワーMISFETが均一に動作しにくくなることはない。また、ダミーゲート電極9aは、ゲート絶縁膜10よりも厚い絶縁膜7で覆われた構造をしているため、ゲート電極11aより抵抗値が高くても静電破壊耐量を確保しやすい。したがって、ダミーゲート電極9aは、不純物を添加しない真性ポリシリコン膜を形成した後、この真性ポリシリコン膜にイオン注入法を用いて不純物を導入したポリシリコン膜で形成することができる。ここで、ダミーゲート電極9aも、予め不純物を添加したポリシリコン膜により形成することも可能である。しかし、本実施の形態では、保護ダイオード用のポリシリコン膜をダミーゲート電極9a用のポリシリコン膜を同時に形成するので、ダミーゲート電極9aの形成に予め不純物を添加したポリシリコン膜を使用することはできないのである。つまり、予め不純物を添加したポリシリコン膜には、高濃度の不純物が導入されているので、保護ダイオードの形成には、使用することができない。したがって、予め不純物を添加したポリシリコン膜を使用するゲート電極11aの形成と同時に、保護ダイオードのポリシリコン膜を形成することはできない。これに対し、ダミーゲート電極9aの形成には、真性ポリシリコン膜が使用できるので、同時に保護ダイオードのポリシリコン膜も形成することができるのである。このような理由から、本実施の形態では、ダミーゲート電極9a用のポリシリコン膜と保護ダイオード用のポリシリコン膜を同時に形成している。   On the other hand, since the dummy gate electrode 9a is not the gate electrode 11a of the power MISFET, even if the resistivity is higher than that of the gate electrode 11a, the power MISFET connected in parallel does not become difficult to operate uniformly. Further, since the dummy gate electrode 9a has a structure covered with the insulating film 7 thicker than the gate insulating film 10, even if the resistance value is higher than that of the gate electrode 11a, it is easy to ensure the electrostatic breakdown resistance. Therefore, the dummy gate electrode 9a can be formed of a polysilicon film in which an intrinsic polysilicon film to which no impurity is added is formed, and then an impurity is introduced into the intrinsic polysilicon film using an ion implantation method. Here, the dummy gate electrode 9a can also be formed of a polysilicon film to which impurities are added in advance. However, in this embodiment, since the polysilicon film for the protective diode is simultaneously formed with the polysilicon film for the dummy gate electrode 9a, a polysilicon film to which impurities have been added in advance is used for forming the dummy gate electrode 9a. It is not possible. That is, since a high-concentration impurity is introduced into the polysilicon film to which impurities have been added in advance, it cannot be used for forming a protective diode. Therefore, the polysilicon film of the protective diode cannot be formed simultaneously with the formation of the gate electrode 11a using the polysilicon film to which impurities have been added in advance. On the other hand, since the intrinsic polysilicon film can be used to form the dummy gate electrode 9a, the polysilicon film of the protective diode can be formed at the same time. For this reason, in this embodiment, the polysilicon film for the dummy gate electrode 9a and the polysilicon film for the protection diode are formed simultaneously.

次に、半導体基板1上に、例えば酸化シリコン膜よりなる絶縁膜(図示せず)を形成した後、異方性エッチングすることにより、溝6の上部に図16に示すようなサイドウォール12を形成する。このサイドウォール12は、溝6の上部にある角部を保護するために形成される。なお、サイドウォール12は形成しなくてもよい。   Next, an insulating film (not shown) made of, for example, a silicon oxide film is formed on the semiconductor substrate 1 and then anisotropically etched to form a sidewall 12 as shown in FIG. Form. The sidewall 12 is formed to protect the corner portion at the top of the groove 6. Note that the sidewall 12 may not be formed.

ここまでの工程を実施したチップ領域CRの平面図を図17に示す。図17において、保護ダイオード形成領域には、p型半導体領域8aが形成され、パワーMISFET形成領域の外周には、ダミーゲート電極用引き出し部9bが形成されている。そして、ダミーゲート電極用引き出し部9b上には、ゲート電極用引き出し部11bが形成されていることがわかる。 FIG. 17 shows a plan view of the chip region CR in which the steps so far are performed. In FIG. 17, a p type semiconductor region 8a is formed in the protection diode formation region, and a dummy gate electrode lead portion 9b is formed on the outer periphery of the power MISFET formation region. It can be seen that the gate electrode lead portion 11b is formed on the dummy gate electrode lead portion 9b.

次に、半導体基板1の主面上にチャネル形成領域が露出するレジストパターンをフォトリソグラフィ技術で形成する。そして、形成したレジストパターンをマスクにして、半導体基板1の主面に、例えばホウ素などのようなp型不純物をイオン注入法によって導入する。続いて、レジストパターンを除去した後、半導体基板1に対して熱拡散処理を施すことにより、図18に示すようなチャネル形成用の半導体領域13を形成する。   Next, a resist pattern in which the channel formation region is exposed on the main surface of the semiconductor substrate 1 is formed by photolithography. Then, using the formed resist pattern as a mask, a p-type impurity such as boron is introduced into the main surface of the semiconductor substrate 1 by an ion implantation method. Subsequently, after removing the resist pattern, a semiconductor region 13 for channel formation as shown in FIG. 18 is formed by subjecting the semiconductor substrate 1 to thermal diffusion treatment.

次に、半導体基板1の主面上にソース形成領域および保護ダイオードのカソード形成領域が露出するレジストパターンをフォトリソグラフィ技術で形成する。そして、形成したレジストパターンをマスクにして、半導体基板1の主面に、例えばリンや砒素などのようなn型不純物をイオン注入法によって導入する。続いて、形成したレジストパターンを除去した後、半導体基板1に対して熱拡散処理を施すことにより、図19に示すようなソース領域14および保護ダイオードのn型半導体領域(カソード領域)15を形成する。このように、本実施の形態では、パワーMISFETのソース領域14と保護ダイオードのn型半導体領域15を同時に形成できるので、工程の簡略化を図ることができる。 Next, a resist pattern in which the source formation region and the cathode formation region of the protective diode are exposed is formed on the main surface of the semiconductor substrate 1 by a photolithography technique. Then, using the formed resist pattern as a mask, an n-type impurity such as phosphorus or arsenic is introduced into the main surface of the semiconductor substrate 1 by ion implantation. Subsequently, after the formed resist pattern is removed, the semiconductor substrate 1 is subjected to a thermal diffusion process, so that the source region 14 and the n + type semiconductor region (cathode region) 15 of the protective diode as shown in FIG. Form. Thus, in this embodiment, the source region 14 of the power MISFET and the n + type semiconductor region 15 of the protection diode can be formed at the same time, so that the process can be simplified.

ここまでの工程を実施したチップ領域CRの平面図を図20に示す。図20において、保護ダイオード形成領域には、p型半導体領域8aとn型半導体領域15が形成され、pn接合による保護ダイオードが形成されている。一方、パワーMISFET形成領域には、ソース領域14が形成されていることがわかる。 FIG. 20 shows a plan view of the chip region CR in which the steps so far are performed. In FIG. 20, a p type semiconductor region 8a and an n + type semiconductor region 15 are formed in the protection diode formation region, and a protection diode with a pn junction is formed. On the other hand, it can be seen that the source region 14 is formed in the power MISFET formation region.

ここで、ゲート電極11a用のポリシリコン膜と保護ダイオード用のポリシリコン膜を同時に形成せず、ダミーゲート電極9a用のポリシリコン膜と保護ダイオード用のポリシリコン膜を同時に形成するもう一つの理由について説明する。   Here, another reason for not forming the polysilicon film for the gate electrode 11a and the polysilicon film for the protection diode at the same time, but forming the polysilicon film for the dummy gate electrode 9a and the polysilicon film for the protection diode at the same time. Will be described.

図19に示すように、ダミーゲート電極9aは、厚い絶縁膜7に挟まれた狭い溝に充填するのに対し、パワーMISFETのゲート電極11aは、薄いゲート絶縁膜10に挟まれた広い溝に充填する必要がある。すなわち、ダミーゲート電極9aとゲート電極11aは、同じ溝6内に形成されるが、ダミーゲート電極9aと溝6の間には、厚い絶縁膜7が形成されている。したがって、厚い絶縁膜7が形成されている分、ダミーゲート電極9aを充填する領域は狭くなる。これに対し、ゲート電極11aと溝6の間には、薄いゲート絶縁膜10が形成されているため、ゲート電極11aを充填する領域は、ダミーゲート電極9aを充填する領域よりも広くなる。このことから、ダミーゲート電極9aを形成するポリシリコン膜の膜厚は、ゲート電極11aを形成するポリシリコン膜の膜厚より薄くても溝6内を充填することが可能である。すなわち、ダミーゲート電極用引き出し部9bの膜厚は、ゲート電極用引き出し部11bの膜厚よりも薄くなっている。   As shown in FIG. 19, the dummy gate electrode 9a fills a narrow groove sandwiched by the thick insulating film 7, whereas the gate electrode 11a of the power MISFET has a wide groove sandwiched by the thin gate insulating film 10. Need to be filled. That is, the dummy gate electrode 9 a and the gate electrode 11 a are formed in the same groove 6, but a thick insulating film 7 is formed between the dummy gate electrode 9 a and the groove 6. Therefore, the region where the dummy gate electrode 9a is filled becomes narrower as the thick insulating film 7 is formed. On the other hand, since the thin gate insulating film 10 is formed between the gate electrode 11a and the trench 6, the region filled with the gate electrode 11a is wider than the region filled with the dummy gate electrode 9a. Thus, the trench 6 can be filled even if the polysilicon film forming the dummy gate electrode 9a is thinner than the polysilicon film forming the gate electrode 11a. That is, the film thickness of the dummy gate electrode lead portion 9b is smaller than the film thickness of the gate electrode lead portion 11b.

具体的に、溝6の幅が0.8μm、絶縁膜7の膜厚が200nm、ゲート絶縁膜10の膜厚が50nmの場合、ダミーゲート電極9aは、0.4μmの幅の溝領域に充填できればよいので、少なくともダミーゲート電極9a用のポリシリコン膜を200nm以上堆積させればよい。これに対し、ゲート電極11aは、0.7μmの幅の溝領域に充填する必要があるので、ゲート電極11a用のポリシリコン膜を350nm以上堆積させる必要がある。   Specifically, when the width of the trench 6 is 0.8 μm, the thickness of the insulating film 7 is 200 nm, and the thickness of the gate insulating film 10 is 50 nm, the dummy gate electrode 9a fills the trench region having a width of 0.4 μm. As long as it is possible, at least a polysilicon film for the dummy gate electrode 9a may be deposited by 200 nm or more. On the other hand, since the gate electrode 11a needs to be filled in a trench region having a width of 0.7 μm, it is necessary to deposit a polysilicon film for the gate electrode 11a at 350 nm or more.

接合の保護ダイオードを形成する場合、p型半導体領域8aは、真性ポリシリコン膜を形成した後、この真性ポリシリコン膜の全面にホウ素を1×1013/cm〜1×1014/cm程度のドーズ量でイオン注入することにより形成される。これに対し、n型半導体領域15は選択的に形成する必要がある。パワーMISFETのソース領域を選択的に形成するイオン注入工程(砒素を1×1015/cm〜1×1016/cm程度導入する工程)で同時に、保護ダイオードのn型半導体領域15も形成するようにすれば、工程を増やさずに保護ダイオードを形成することが可能である。 In the case where an n + p junction protective diode is formed, the p type semiconductor region 8a is formed by forming boron on the entire surface of the intrinsic polysilicon film and then forming boron on the entire surface of the intrinsic polysilicon film at 1 × 10 13 / cm 2 to 1 ×. It is formed by ion implantation with a dose of about 10 14 / cm 2 . On the other hand, it is necessary to selectively form the n + type semiconductor region 15. At the same time as the ion implantation step (a step of introducing about 1 × 10 15 / cm 2 to 1 × 10 16 / cm 2 of arsenic) for selectively forming the source region of the power MISFET, the n + type semiconductor region 15 of the protective diode is also formed. If formed, the protective diode can be formed without increasing the number of steps.

ここで、問題となるのが、ソース領域の接合深さである。パワーMISFETを高性能化するためには、ソース領域およびチャネル領域の浅接合化が重要である。ソース領域を浅接合化すると、同時形成する保護ダイオードのn型半導体領域15も浅接合になる。このため、膜厚の厚いポリシリコン膜に保護ダイオードのn型半導体領域15を形成すると、n型半導体領域15がポリシリコン膜の底面にまで到達しにくくなってしまう。n型半導体領域15がポリシリコン膜の底面まで充分に到達していないと、nのような双方向ダイオードでは、大きなリーク電流が流れてしまう。膜厚の薄いポリシリコン膜にn型半導体領域15を形成すれば、n型半導体領域15が浅くてもポリシリコン膜の底面まで容易に到達するので、リーク電流の小さな保護ダイオードの形成が可能である。 Here, the problem is the junction depth of the source region. In order to improve the performance of the power MISFET, it is important to make the source region and the channel region shallow junctions. When the source region is shallowly joined, the n + type semiconductor region 15 of the protection diode that is simultaneously formed also becomes a shallow junction. For this reason, when the n + type semiconductor region 15 of the protective diode is formed in the thick polysilicon film, the n + type semiconductor region 15 is difficult to reach the bottom surface of the polysilicon film. If the n + type semiconductor region 15 does not sufficiently reach the bottom surface of the polysilicon film, a large leakage current flows in the bidirectional diode such as n + p n + p n + . If the n + type semiconductor region 15 is formed in a thin polysilicon film, the bottom surface of the polysilicon film can be easily reached even if the n + type semiconductor region 15 is shallow, so that a protection diode with a small leakage current can be formed. Is possible.

このように、膜厚が薄くても溝6内に充填可能なダミーゲート電極用のポリシリコン膜で保護ダイオードのポリシリコン膜を形成した方が、パワーMISFETのソース領域を形成する工程で、保護ダイオードのn型半導体領域15を同時に形成しやすく、工程数の削減に有利である。特に、ソース領域を浅接合化してパワーMISFETの高性能化を図りたい場合に効果が大きい。 Thus, even if the film thickness is small, the formation of the polysilicon film of the protective diode with the polysilicon film for the dummy gate electrode that can be filled in the groove 6 is more effective in the process of forming the source region of the power MISFET. It is easy to form the n + type semiconductor region 15 of the diode at the same time, which is advantageous for reducing the number of processes. In particular, the effect is large when it is desired to improve the performance of the power MISFET by shallowly forming the source region.

次に、図21に示すように、半導体基板1の主面上に、例えば酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜16を形成した後、この層間絶縁膜16上にコンタクト孔形成領域が露出するレジストパターンをフォトリソグラフィ技術により形成する。続いて、形成したレジストパターンをエッチングマスクとして、層間絶縁膜16をエッチングした後、レジストパターンを除去することにより、層間絶縁膜16にコンタクト孔17、18、19を形成する。コンタクト孔17は、ゲート電極用引き出し部11bに達しており、コンタクト孔18は、半導体基板1の主面に形成されたチャネル形成用の半導体領域13に達している。また、コンタクト孔19は、保護ダイオード形成領域に形成されており、保護ダイオードのカソード領域となるn型半導体領域15に到達している。 Next, as shown in FIG. 21, after forming an interlayer insulating film 16 made of, for example, a silicon oxide film on the main surface of the semiconductor substrate 1, a resist pattern in which a contact hole forming region is exposed on the interlayer insulating film 16. Are formed by photolithography. Subsequently, the interlayer insulating film 16 is etched using the formed resist pattern as an etching mask, and then the resist pattern is removed, thereby forming contact holes 17, 18, and 19 in the interlayer insulating film 16. The contact hole 17 reaches the gate electrode lead portion 11 b, and the contact hole 18 reaches the channel forming semiconductor region 13 formed in the main surface of the semiconductor substrate 1. Further, the contact hole 19 is formed in the protection diode formation region and reaches the n + type semiconductor region 15 which becomes the cathode region of the protection diode.

次に、コンタクト孔18の底面に露出するチャネル形成用の半導体領域13の一部をエッチングすることにより溝を形成する。その後、溝の底部に、例えばホウ素などのようなp型不純物をイオン注入法で導入することにより、p型半導体領域20を形成する。   Next, a groove is formed by etching a part of the semiconductor region 13 for channel formation exposed at the bottom surface of the contact hole 18. Thereafter, a p-type semiconductor region 20 is formed at the bottom of the trench by introducing a p-type impurity such as boron by ion implantation.

ここまでの工程を実施したチップ領域CRの平面図を図22に示す。図22において、ゲート電極用引き出し部11bには、コンタクト孔17が形成され、活性領域内には、コンタクト孔18が形成されている。また、保護ダイオード領域のn型半導体領域15には、コンタクト孔19が形成されており、ダミーゲート電極用引き出し部9bにはコンタクト孔21が形成されている。 FIG. 22 shows a plan view of the chip region CR in which the steps so far are performed. In FIG. 22, a contact hole 17 is formed in the gate electrode lead portion 11b, and a contact hole 18 is formed in the active region. A contact hole 19 is formed in the n + type semiconductor region 15 of the protective diode region, and a contact hole 21 is formed in the dummy gate electrode lead portion 9b.

続いて、半導体基板1の主面上に、バリアメタル膜となるチタンタングステン(TiW)膜22を形成した後、さらに、このチタンタングステン膜22上に、例えばスパッタリング法を使用してアルミニウム膜23を形成する。そして、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、チタンタングステン膜22およびアルミニウム膜23をパターニングする。このパターニングにより、チタンタングステン膜22およびアルミニウム膜23よりなるソース電極24、ゲート配線25、電極26を形成する。   Subsequently, after forming a titanium tungsten (TiW) film 22 serving as a barrier metal film on the main surface of the semiconductor substrate 1, an aluminum film 23 is further formed on the titanium tungsten film 22 by using, for example, a sputtering method. Form. Then, the titanium tungsten film 22 and the aluminum film 23 are patterned by using a photolithography technique and an etching technique. By this patterning, a source electrode 24, a gate wiring 25, and an electrode 26 made of a titanium tungsten film 22 and an aluminum film 23 are formed.

ソース電極24は、コンタクト孔18を埋め込むように形成され、ソース領域14およびp型半導体領域20に接続されるように形成される。また、ゲート配線25は、コンタクト孔17を介してゲート電極用引き出し部11bに接続されている。このゲート電極用引き出し部11bは、ゲート電極11aと接続されているので、ゲート配線25は、ゲート電極11aと電気的に接続されている。保護ダイオード形成領域には、電極26が形成され、この電極26は、コンタクト孔19を介してn型半導体領域15と接続されている。電極26の一方は、ソース電極24に接続され、電極26の他方はゲート配線25に接続されている。このように電極26を接続することにより、ソース電極24とゲート配線25の間に保護ダイオードが接続される。 The source electrode 24 is formed so as to fill the contact hole 18 and is formed so as to be connected to the source region 14 and the p-type semiconductor region 20. The gate wiring 25 is connected to the gate electrode lead portion 11 b through the contact hole 17. Since the gate electrode lead portion 11b is connected to the gate electrode 11a, the gate wiring 25 is electrically connected to the gate electrode 11a. An electrode 26 is formed in the protection diode formation region, and this electrode 26 is connected to the n + type semiconductor region 15 through the contact hole 19. One of the electrodes 26 is connected to the source electrode 24, and the other of the electrodes 26 is connected to the gate wiring 25. By connecting the electrode 26 in this way, a protective diode is connected between the source electrode 24 and the gate wiring 25.

次に、半導体基板1の主面上に表面保護膜となるポリイミド樹脂膜(図示せず)を形成した後、フォトリソグラフィ技術を使用してポリイミド樹脂膜をパターニングする。パターニングは、ソース電極24の一部およびゲート配線25の一部を露出するように行われ、ソースパッドおよびゲートパッドを形成する。   Next, after forming a polyimide resin film (not shown) serving as a surface protective film on the main surface of the semiconductor substrate 1, the polyimide resin film is patterned using a photolithography technique. The patterning is performed so as to expose a part of the source electrode 24 and a part of the gate wiring 25 to form a source pad and a gate pad.

そして、半導体基板1の裏面を研削した後、例えばスパッタリング法を使用して、半導体基板1の裏面の全面にチタン膜(図示せず)、ニッケル膜(図示せず)および金膜(図示せず)よりなる積層膜を形成する。これにより、チタン膜、ニッケル膜および金膜の積層膜よりなるドレイン電極を形成する。   Then, after grinding the back surface of the semiconductor substrate 1, a titanium film (not shown), a nickel film (not shown), and a gold film (not shown) are formed on the entire back surface of the semiconductor substrate 1 using, for example, a sputtering method. ) Is formed. Thereby, a drain electrode made of a laminated film of a titanium film, a nickel film and a gold film is formed.

このようにして、本実施の形態における半導体装置を形成することができる。本実施の形態によれば、ダミーゲート電極を備えるトレンチゲート構成のパワーMISFETと、保護ダイオードとを同一半導体基板上に形成したので、MISFETの性能向上を図りながら、ゲート絶縁膜の静電破壊を防止することができる。   In this manner, the semiconductor device in this embodiment can be formed. According to the present embodiment, since the power MISFET having a trench gate configuration including the dummy gate electrode and the protection diode are formed on the same semiconductor substrate, electrostatic breakdown of the gate insulating film is prevented while improving the performance of the MISFET. Can be prevented.

保護ダイオードを構成する保護ダイオード用ポリシリコン膜とダミーゲート電極を構成するダミー電極用ポリシリコン膜とを同一工程で形成する。また、保護ダイオードのカソードと、ダミーゲート電極を備えるトレンチゲート構成のパワーMISFETのソース領域とを同一工程で形成する。これにより、加工工程の複雑化を抑制して容易に、ダミーゲート電極を備えるトレンチゲート構成のパワーMISFETと保護ダイオードを形成することができる。   The protective diode polysilicon film constituting the protection diode and the dummy electrode polysilicon film constituting the dummy gate electrode are formed in the same process. In addition, the cathode of the protective diode and the source region of the power MISFET having a trench gate configuration including a dummy gate electrode are formed in the same process. As a result, it is possible to easily form a power MISFET and a protection diode having a trench gate configuration including a dummy gate electrode while suppressing the complexity of the processing process.

次に、本実施の形態における半導体装置のレイアウト構成の一例を図24に示す。図24は、ダミーゲート電極とゲート電極とを電気的に接続したレイアウト構成を示した図である。図24において、ゲート電極用引き出し部に接続されているコンタクト孔(第2コンタクト孔)17とダミーゲート電極用引き出し部に接続されているコンタクト孔(第1コンタクト孔)21が直線状に配列されている。そして、直線状に配列されたコンタクト孔17とコンタクト孔21上に直線状のゲート配線25が形成されている。このように構成することにより、ダミーゲート電極とゲート電極とを同電位で接続することができる。さらに、コンタクト孔17とコンタクト孔21とを直線状に配列することにより、半導体チップCPの有効面積(セル形成領域の面積/チップ全体の面積)を大きくすることができる。図24では、ゲート配線25の一部を省略して、ゲート配線25の下部に存在するコンタクト孔17およびコンタクト孔21が見えるようにしている。   Next, FIG. 24 illustrates an example of a layout configuration of the semiconductor device in this embodiment. FIG. 24 is a diagram showing a layout configuration in which a dummy gate electrode and a gate electrode are electrically connected. In FIG. 24, contact holes (second contact holes) 17 connected to the gate electrode lead portions and contact holes (first contact holes) 21 connected to the dummy gate electrode lead portions are arranged in a straight line. ing. A straight gate wiring 25 is formed on the contact hole 17 and the contact hole 21 arranged in a straight line. With this configuration, the dummy gate electrode and the gate electrode can be connected at the same potential. Furthermore, by arranging the contact holes 17 and 21 in a straight line, the effective area of the semiconductor chip CP (area of the cell formation region / area of the entire chip) can be increased. In FIG. 24, a part of the gate wiring 25 is omitted so that the contact hole 17 and the contact hole 21 existing below the gate wiring 25 can be seen.

なお、図24では、コンタクト孔17とコンタクト孔21を交互に形成しているが、必ずしも交互に配列する必要はない。例えば、ゲート電極の抵抗を低減したい場合には、コンタクト孔17の割合を増やしたほうが望ましい。   In FIG. 24, the contact holes 17 and the contact holes 21 are alternately formed, but it is not always necessary to arrange them alternately. For example, when it is desired to reduce the resistance of the gate electrode, it is desirable to increase the ratio of the contact hole 17.

図25は、ダミーゲート電極をソース電極24に接続し、ゲート電極をゲート配線25に接続したレイアウト構成を示した図である。ダミーゲート電極をソース電極24に接続
することにより、ゲート電極とドレイン領域との間の寄生容量(帰還容量)を低減することができ、高速スイッチングを実現できる利点がある。すなわち、ゲート電極とドレイン領域との間には寄生容量が発生するが、ゲート電極とドレイン領域の間に形成されているダミーゲート電極をソース電位に接続することにより、シールド効果が得られる。このシールド効果により寄生容量を低減できる。
FIG. 25 is a diagram showing a layout configuration in which the dummy gate electrode is connected to the source electrode 24 and the gate electrode is connected to the gate wiring 25. By connecting the dummy gate electrode to the source electrode 24, the parasitic capacitance (feedback capacitance) between the gate electrode and the drain region can be reduced, and there is an advantage that high-speed switching can be realized. That is, although parasitic capacitance is generated between the gate electrode and the drain region, a shielding effect can be obtained by connecting the dummy gate electrode formed between the gate electrode and the drain region to the source potential. Parasitic capacitance can be reduced by this shielding effect.

図25において、ゲート電極用引き出し部に接続されているコンタクト孔17とダミーゲート電極用引き出し部に接続されているコンタクト孔21は直線状に配列されている。そして、コンタクト孔17は、ゲート配線25に接続され、コンタクト孔21は、ソース電極24に接続されている。コンタクト孔17にゲート配線25が接続している部分は、凸部40aのようになっている。この凸部40aに対向するソース電極24の部分には、凹部40bが形成されている。すなわち、コンタクト孔21上に形成されるソース電極24が凹状の形状をしている箇所には、コンタクト孔17上に形成されるゲート配線25が凸状に形成されている。一方、コンタクト孔21にソース電極24が接続している部分は、凸部41aのようになっている。この凸部41aに対向するゲート配線25の部分には、凹部41bが形成されている。つまり、ソース電極24が凸状の形状をしている箇所には、ゲート配線25が凹状に形成されている。このようなレイアウト構成とすることにより、半導体チップCPの有効面積を大きくすることができる。図25では、ソース電極24およびゲート配線25の一部を省略して、ゲート配線25の下部に存在するコンタクト孔17およびコンタクト孔21が見えるようにしている。   In FIG. 25, the contact hole 17 connected to the gate electrode lead portion and the contact hole 21 connected to the dummy gate electrode lead portion are arranged in a straight line. The contact hole 17 is connected to the gate wiring 25, and the contact hole 21 is connected to the source electrode 24. A portion where the gate wiring 25 is connected to the contact hole 17 is a convex portion 40a. A concave portion 40b is formed in the portion of the source electrode 24 facing the convex portion 40a. That is, the gate wiring 25 formed on the contact hole 17 is formed in a convex shape at a location where the source electrode 24 formed on the contact hole 21 has a concave shape. On the other hand, a portion where the source electrode 24 is connected to the contact hole 21 is a convex portion 41a. A concave portion 41b is formed in the portion of the gate wiring 25 facing the convex portion 41a. That is, the gate wiring 25 is formed in a concave shape at a location where the source electrode 24 has a convex shape. With such a layout configuration, the effective area of the semiconductor chip CP can be increased. In FIG. 25, a part of the source electrode 24 and the gate wiring 25 is omitted so that the contact hole 17 and the contact hole 21 existing below the gate wiring 25 can be seen.

なお、図25では、コンタクト孔17とコンタクト孔21を交互に形成しているが、必ずしも交互に配列する必要はない。例えば、ゲート電極の抵抗を低減したい場合には、コンタクト孔17の割合を増やしたほうが望ましい。   In FIG. 25, the contact holes 17 and the contact holes 21 are alternately formed, but it is not always necessary to arrange them alternately. For example, when it is desired to reduce the resistance of the gate electrode, it is desirable to increase the ratio of the contact hole 17.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

本発明は、トレンチゲート構成のパワーMISFETを有する半導体装置の製造業に幅広く利用することができる。   The present invention can be widely used in the manufacturing industry of a semiconductor device having a power MISFET having a trench gate configuration.

1 半導体基板
2 n型エピタキシャル層
3 p型ウェル
4 素子分離領域
5 絶縁膜
6 溝
7 絶縁膜
8 ポリシリコン膜
8a p型半導体領域
8b n型半導体領域
9a ダミーゲート電極
9b ダミーゲート電極用引き出し部
10 ゲート絶縁膜
11a ゲート電極
11b ゲート電極用引き出し部
12 サイドウォール
13 半導体領域
14 ソース領域
15 n型半導体領域
16 層間絶縁膜
17 コンタクト孔
18 コンタクト孔
19 コンタクト孔
20 p型半導体領域
21 コンタクト孔
22 チタンタングステン膜
23 アルミニウム膜
24 ソース電極
25 ゲート配線
26 電極
27 ポリイミド樹脂膜
28a チタン膜
28b ニッケル膜
28c 金膜
29 ドレイン電極
30 ゲートドライブ回路
31 モータ
32〜35 パワーMISFET
36 直流電源
37〜40 保護ダイオード
40a 凸部
40b 凹部
41a 凸部
41b 凹部
101 パワーMISFET
102 横型MISFET
103 保護ダイオード
CP 半導体チップ
CR チップ領域
GP ゲートパッド
SP ソースパッド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 2 N type epitaxial layer 3 P type well 4 Element isolation region 5 Insulating film 6 Groove 7 Insulating film 8 Polysilicon film 8a p type semiconductor region 8b n + type semiconductor region 9a Dummy gate electrode 9b Dummy gate electrode lead Part 10 Gate insulating film 11a Gate electrode 11b Lead part for gate electrode 12 Side wall 13 Semiconductor region 14 Source region 15 n + type semiconductor region 16 Interlayer insulating film 17 Contact hole 18 Contact hole 19 Contact hole 20 P-type semiconductor region 21 Contact hole 22 Titanium tungsten film 23 Aluminum film 24 Source electrode 25 Gate wiring 26 Electrode 27 Polyimide resin film 28a Titanium film 28b Nickel film 28c Gold film 29 Drain electrode 30 Gate drive circuit 31 Motor 32-35 Power M SFET
36 DC power supply 37-40 Protection diode 40a Convex part 40b Concave part 41a Convex part 41b Concave part 101 Power MISFET
102 Horizontal MISFET
103 Protection diode CP Semiconductor chip CR Chip area GP Gate pad SP Source pad

Claims (9)

半導体基板の溝内に形成されたゲート電極を含むMISFETを有する半導体装置の製造方法であって、
(a)前記半導体基板に前記溝を形成する工程、
(b)前記(a)工程後、前記溝の内壁に第1絶縁膜を形成する工程、
(c)前記(b)工程後、前記第1絶縁膜を介して前記溝内を埋め込むように、前記半導体基板上に第1導電性膜を形成する工程、
(d)前記(c)工程後、前記第1導電性膜上に選択的に第1レジストパターンを形成する工程、
(e)前記(d)工程後、前記第1レジストパターンをマスクにして前記第1導電性膜をエッチングすることにより、前記溝内において前記第1導電性膜の一部を残してダミーゲート電極を形成し、且つ、前記溝外において前記第1導電性膜をパターニングして保護ダイオードを形成する工程、
(f)前記(e)工程後、前記溝の下方に前記第1絶縁膜と前記ダミーゲート電極が形成されている状態で、前記溝の上方において、前記溝の内壁に前記MISFETのゲート絶縁膜を形成する工程、
(g)前記(f)工程後、前記ゲート絶縁膜を介して前記溝内を埋め込むように、前記半導体基板上に第2導電性膜を形成する工程、
(h)前記(g)工程後、前記第2導電性膜上に選択的に第2レジストパターンを形成する工程、
(i)前記(h)工程後、前記第2レジストパターンをマスクにして前記第2導電性膜をエッチングすることにより、前記溝内において前記第2導電性膜の一部を残して前記MISFETの前記ゲート電極を形成する工程、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device having a MISFET including a gate electrode formed in a groove of a semiconductor substrate,
(A) forming the groove in the semiconductor substrate;
(B) after the step (a), forming a first insulating film on the inner wall of the groove;
(C) after the step (b), a step of forming a first conductive film on the semiconductor substrate so as to fill the trench through the first insulating film;
(D) a step of selectively forming a first resist pattern on the first conductive film after the step (c);
(E) After the step (d), the first conductive film is etched using the first resist pattern as a mask, so that a part of the first conductive film is left in the trench, and the dummy gate electrode Forming a protective diode by patterning the first conductive film outside the groove,
(F) After the step (e), in a state where the first insulating film and the dummy gate electrode are formed below the groove, the gate insulating film of the MISFET is formed on the inner wall of the groove above the groove. Forming a process,
(G) after the step (f), a step of forming a second conductive film on the semiconductor substrate so as to fill the trench through the gate insulating film;
(H) after the step (g), a step of selectively forming a second resist pattern on the second conductive film;
(I) After the step (h), the second conductive film is etched using the second resist pattern as a mask, so that a part of the second conductive film is left in the groove and the MISFET is formed. Forming the gate electrode;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、
前記(e)工程にて、前記溝外において前記第1導電性膜をパターニングすることで、前記ダミーゲート電極と一体化している第1ゲート引き出し部も形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
In the step (e), by patterning the first conductive film outside the groove, a first gate lead portion integrated with the dummy gate electrode is also formed. Production method.
請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法において、
前記(i)工程にて、前記溝外において前記第2導電性膜をパターニングすることで、前記MISFETの前記ゲート電極と一体化している第2ゲート引き出し部も形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1 or 2,
In the step (i), by patterning the second conductive film outside the trench, a second gate lead portion integrated with the gate electrode of the MISFET is also formed. Device manufacturing method.
請求項1〜3の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記ダミーゲート電極に含まれる不純物濃度は、前記MISFETの前記ゲート電極に含まれる不純物濃度よりも薄いことを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device of any one of Claims 1-3,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein an impurity concentration contained in the dummy gate electrode is lower than an impurity concentration contained in the gate electrode of the MISFET.
請求項1〜4の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第1絶縁膜の膜厚は、前記MISFETの前記ゲート絶縁膜の膜厚よりも厚いことを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device given in any 1 paragraph of Claims 1-4,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the film thickness of the first insulating film is larger than the film thickness of the gate insulating film of the MISFET.
請求項1〜5の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記(c)工程にて形成される前記第1導電性膜の膜厚は、前記(g)工程にて形成される前記第2導電性膜の膜厚よりも薄いことを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device of any one of Claims 1-5,
The thickness of the first conductive film formed in the step (c) is smaller than the thickness of the second conductive film formed in the step (g). Manufacturing method.
請求項6に記載の半導体装置の製造方法は、更に、
(j)前記半導体基板に選択的にイオン注入を行うことで、前記溝に隣接する前記半導体基板に前記MISFETのソース領域を形成する工程、
を有し、
前記(j)工程にて、前記保護ダイオードにも選択的に前記イオン注入が行われることを特徴とする半導体装置の製造方法。
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6 further comprises:
(J) forming a source region of the MISFET in the semiconductor substrate adjacent to the trench by selectively implanting ions into the semiconductor substrate;
Have
In the step (j), the ion implantation is also selectively performed on the protection diode.
請求項1〜7の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第1導電性膜および前記第2導電性膜は、ポリシリコン膜からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device of any one of Claims 1-7,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the first conductive film and the second conductive film are made of a polysilicon film.
請求項1〜8の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法は、更に、
(k)前記半導体基板に第2絶縁膜からなる素子分離領域を形成する工程、
を有し、
前記保護ダイオードは、前記素子分離領域上に形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 8, further comprising:
(K) forming an element isolation region made of a second insulating film on the semiconductor substrate;
Have
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the protection diode is formed on the element isolation region.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10321857A (en) * 1997-03-17 1998-12-04 Fuji Electric Co Ltd Mos semiconductor device having high breakdown strength
JP2002026323A (en) * 2000-06-08 2002-01-25 Siliconix Inc Method of manufacturing trench gate type mis device having thick polysilicon insulating layer at bottom of trench
JP2002203964A (en) * 2000-12-28 2002-07-19 Hitachi Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
JP2002373988A (en) * 2001-06-14 2002-12-26 Rohm Co Ltd Semiconductor device and manufacturing method therefor
JP2004235231A (en) * 2003-01-28 2004-08-19 Rohm Co Ltd Semiconductor device and manufacturing method therefor
JP2004319861A (en) * 2003-04-18 2004-11-11 Renesas Technology Corp Semiconductor device
WO2005062386A1 (en) * 2003-12-22 2005-07-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Vertical gate semiconductor device and process for fabricating the same

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10321857A (en) * 1997-03-17 1998-12-04 Fuji Electric Co Ltd Mos semiconductor device having high breakdown strength
JP2002026323A (en) * 2000-06-08 2002-01-25 Siliconix Inc Method of manufacturing trench gate type mis device having thick polysilicon insulating layer at bottom of trench
JP2002203964A (en) * 2000-12-28 2002-07-19 Hitachi Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
JP2002373988A (en) * 2001-06-14 2002-12-26 Rohm Co Ltd Semiconductor device and manufacturing method therefor
JP2004235231A (en) * 2003-01-28 2004-08-19 Rohm Co Ltd Semiconductor device and manufacturing method therefor
JP2004319861A (en) * 2003-04-18 2004-11-11 Renesas Technology Corp Semiconductor device
WO2005062386A1 (en) * 2003-12-22 2005-07-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Vertical gate semiconductor device and process for fabricating the same

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