JP2013211374A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013211374A JP2013211374A JP2012079892A JP2012079892A JP2013211374A JP 2013211374 A JP2013211374 A JP 2013211374A JP 2012079892 A JP2012079892 A JP 2012079892A JP 2012079892 A JP2012079892 A JP 2012079892A JP 2013211374 A JP2013211374 A JP 2013211374A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- semiconductor region
- type semiconductor
- diode
- semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 1045
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 59
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 185
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 70
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 66
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims description 43
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 41
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 35
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 12
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 12
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 222
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 129
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 31
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 31
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 27
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 27
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 24
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 24
- 102100036464 Activated RNA polymerase II transcriptional coactivator p15 Human genes 0.000 description 21
- 101000713904 Homo sapiens Activated RNA polymerase II transcriptional coactivator p15 Proteins 0.000 description 21
- 229910004444 SUB1 Inorganic materials 0.000 description 21
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 13
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 8
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 8
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 8
- 101000821827 Homo sapiens Sodium/nucleoside cotransporter 2 Proteins 0.000 description 7
- 101000822028 Homo sapiens Solute carrier family 28 member 3 Proteins 0.000 description 7
- 102100021541 Sodium/nucleoside cotransporter 2 Human genes 0.000 description 7
- 102100021470 Solute carrier family 28 member 3 Human genes 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 7
- 101000685663 Homo sapiens Sodium/nucleoside cotransporter 1 Proteins 0.000 description 6
- 102100023116 Sodium/nucleoside cotransporter 1 Human genes 0.000 description 6
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 6
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 4
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 3
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 101150021225 cynS gene Proteins 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000003292 diminished effect Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
- H01L29/423—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/42312—Gate electrodes for field effect devices
- H01L29/42316—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
- H01L29/4232—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate
- H01L29/42356—Disposition, e.g. buried gate electrode
- H01L29/4236—Disposition, e.g. buried gate electrode within a trench, e.g. trench gate electrode, groove gate electrode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
- H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
- H01L29/66666—Vertical transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
- H01L27/06—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
- H01L27/0611—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region
- H01L27/0617—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region comprising components of the field-effect type
- H01L27/0629—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region comprising components of the field-effect type in combination with diodes, or resistors, or capacitors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
- H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
- H01L29/66545—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET using a dummy, i.e. replacement gate in a process wherein at least a part of the final gate is self aligned to the dummy gate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
- H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
- H01L29/66568—Lateral single gate silicon transistors
- H01L29/66613—Lateral single gate silicon transistors with a gate recessing step, e.g. using local oxidation
- H01L29/66621—Lateral single gate silicon transistors with a gate recessing step, e.g. using local oxidation using etching to form a recess at the gate location
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/7827—Vertical transistors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
【解決手段】半導体基板SUBにトレンチゲート型MISFETとダイオードが形成されている。半導体基板SUBに溝TR1,TR2が形成され、溝TR1内にゲート絶縁膜GIを介してゲート電極GEが形成され、溝TR2内にダミーゲート絶縁膜GIDを介してダミーゲート電極GEDが形成されている。半導体基板SUBにダイオードのカソード用のn+型半導体領域NR2とアノード用のp型半導体領域が形成され、溝TR2は平面視でn+型半導体領域NR2を囲むように形成されている。アノード用のp型半導体領域の一部は、n+型半導体領域NR2の直下に形成され、n+型半導体領域NR2との間にPN接合が形成されることによりダイオードが形成されている。ダミーゲート電極GEDは、アノードまたはカソードのいずれかに電気的に接続されている。
【選択図】図1
Description
<半導体装置の構造について>
図1および図2は、本実施の形態の半導体装置の要部断面図である。図3は、本実施の形態の半導体装置の要部平面図であり、MISFET形成領域RG1の要部平面図が示されている。なお、図1におけるMISFET形成領域RG1の断面は、図3のD1−D1線の断面にほぼ相当している。図4は、本実施の形態の半導体装置の要部平面図であり、ダイオード形成領域RG2の平面図が示されている。図5〜図7は、本実施の形態の半導体装置の要部断面図であり、ダイオード形成領域RG2の断面が示されているが、図4のA1−A1線の断面図が図5に対応し、図4のB1−B1線の断面図が図6に対応し、図4のC1−C1線の断面図が図7に対応している。なお、図5〜図7では、図面を見やすくするために、絶縁膜IL2は図示を省略している。
次に、本実施の形態の半導体装置の製造工程について、図8〜図33を参照して説明する。図8〜図33は、半導体装置の製造工程中の要部断面図である。図8〜図33のうち、図8、図10、図12、図14、図16、図18、図20、図22、図24、図26、図28、図30および図32は、上記図1に相当する領域の断面図が示されている。また、図8〜図33のうち、図9、図11、図13、図15、図17、図19、図21、図23、図25、図27、図29、図31および図33は、上記図2に相当する領域の断面図が示されている。なお、図8と図9とは同じ工程段階であり、図10と図11とは同じ工程段階であり、図12と図13とは同じ工程段階であり、図14と図15とは同じ工程段階であり、図16と図17とは同じ工程段階であり、図18と図19とは同じ工程段階である。また、図20と図21とは同じ工程段階であり、図22と図23とは同じ工程段階であり、図24と図25とは同じ工程段階であり、図26と図27とは同じ工程段階であり、図28と図29とは同じ工程段階であり、図30と図31とは同じ工程段階であり、図32と図33とは同じ工程段階である。
次に、本実施の形態の半導体装置の回路構成例について説明する。図34は、本実施の形態の半導体装置の使用例を示す回路ブロック図である。図34において、一点鎖線で囲まれた部分が本実施の形態の半導体装置(半導体チップ)CP1で構成された部分であり、二点鎖線で囲まれた部分が他の半導体装置(半導体チップ)CP2で構成された部分である。
図35は、比較例の半導体装置の要部断面図であり、比較例の半導体装置におけるダイオード形成領域が示されている。
本実施の形態の半導体装置の主要な特徴の一つは、上記図4〜図7からも分かるように、ダイオード(DD)のカソードとして機能するn+型半導体領域NR2の周囲が、平面視で、溝TR2によって囲まれていることである。すなわち、ダイオード形成領域RG2において、溝TR2が、平面視でn+型半導体領域NR2を囲むように形成されている。つまり、ダイオード(DD)のカソードとして機能するn+型半導体領域NR2の周囲は、平面視で、ダミーゲート電極GEDが埋め込まれた溝TR2によって囲まれている。
次に、本実施の形態の半導体装置の変形例について説明する。図42は、本実施の形態の第1変形例の半導体装置の要部平面図であり、ダイオード形成領域RG2が示されている。図43は、本実施の形態の第2変形例の半導体装置の要部平面図であり、ダイオード形成領域RG2が示されている。なお、図42の第1変形例は、上記図4〜図7の半導体装置の変形例に対応し、図42は上記図4に対応するものであり、図43の第2変形例は、上記図36〜図39の半導体装置の変形例に対応し、図43は上記図36に対応するものである。
図48は、本実施の形態2の半導体装置の要部断面図であり、上記実施の形態1の上記図1に対応するものである。
図49は、本実施の形態3の半導体装置の要部断面図であり、上記実施の形態1の上記図1に対応するものである。
BP1,BP2,BP3 バイポーラトランジスタ
BT 電源
CDP 導電膜
CNT,CNT2,CNT3,CNT4,CNT5 コンタクトホール
CNT103,CNT104 コンタクトホール
CP1,CP2 半導体装置
DD,DD1,DDa,DDb,DDc ダイオード
DR 制御回路
EP,EP101 エピタキシャル層
FIL,FIL101 フィールド絶縁膜
GE ゲート電極
GE1 ゲート引き出し用配線部
GED ダミーゲート電極
GI ゲート絶縁膜
GID ダミーゲート絶縁膜
GIa 絶縁膜
IL1 絶縁膜
IL101 層間絶縁膜
IL2 絶縁膜
LA1 負荷
M1,M1A,M1C,M1G,M1S 配線
M101A,M101C 配線
M1AC1,M1AC2,M1A1,M1C1 配線
NR1,NR2,NR102 n+型半導体領域
OP 開口部
PDG,PDS ボンディングパッド
PG,PG1,PG2,PG3,PG3a,PG3b,PG3c プラグ
PG4,PG4a,PG4b,PG4c,PG5 プラグ
PG5a,PG5b,PG5c,PG103,PG104 プラグ
PR1,PR3,PR3a,PR3b,PR3c p型半導体領域
PR2,PR4 p+型半導体領域
PR103,PR104 p型半導体領域
PW1,PW2 p型ウエル
Q1 パワーMISFET
RG1 MISFET形成領域
RG2,RG2a,RG2b,RG2c ダイオード形成領域
RG3 領域
RST 抵抗
SN1 窒化シリコン膜
SO1 絶縁膜
SUB,SUB101 基板
SUB1,SUB102 基板本体
TR,TR1,TR2 溝
Claims (20)
- 半導体基板に形成されたトレンチゲート型電界効果トランジスタおよびダイオードを有する半導体装置であって、
前記半導体基板に形成された第1溝および第2溝と、
前記第1溝内にゲート絶縁膜を介して形成された、前記トレンチゲート型電界効果トランジスタ用のゲート電極と、
前記第2溝内に第1絶縁膜を介して形成された導電体部と、
前記半導体基板に形成された、前記ダイオード用の第1導電型の第1半導体領域および前記第1導電型とは逆の第2導電型の第2半導体領域と、
を有し、
前記第2溝は、平面視で前記第2半導体領域を囲むように形成されており、
前記第1半導体領域の一部は、前記第2半導体領域の直下に形成されており、
前記第2半導体領域と前記第2半導体領域の直下に位置する部分の前記第1半導体領域との間にPN接合が形成されることにより、前記ダイオードが形成され、
前記導電体部は、前記第1半導体領域または前記第2半導体領域のいずれか一方に電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置において、
前記導電体部は、ダミーゲート電極であることを特徴とする半導体装置。 - 請求項2記載の半導体装置において、
前記第2半導体領域の底部は、前記第2溝の底部よりも浅く、
前記第2半導体領域の側面は、前記第2溝に接しており、前記第1半導体領域には接していないことを特徴とする半導体装置。 - 請求項3記載の半導体装置において、
前記第1半導体領域は、前記第2半導体領域の直下の領域から、前記第2半導体領域と前記第2溝を介して平面視で隣接する領域にかけて形成されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項4記載の半導体装置において、
前記第1半導体領域の底部は、前記第2溝の底部よりも深いことを特徴とする半導体装置。 - 請求項5記載の半導体装置において、
前記第1半導体領域または前記第2半導体領域のいずれか一方に電気的に接続された第1配線を有し、
前記第1配線は、前記導電体部にも電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項6記載の半導体装置において、
前記半導体基板の主面上に層間絶縁膜が形成され、前記層間絶縁膜に第1コンタクトホール、第2コンタクトホールおよび第3コンタクトホールが形成されており、
前記第1コンタクトホールの底部で前記第1半導体領域の一部が露出され、
前記第2コンタクトホールの底部で前記第2半導体領域の一部が露出され、
前記第3コンタクトホールの底部で前記導電体部の一部が露出され、
前記第1配線は、前記第1コンタクトホールの底部で露出する前記第1半導体領域または前記第2コンタクトホールの底部で露出する前記第2半導体領域のいずれか一方と電気的に接続されており、かつ、前記第3コンタクトホールの底部で露出する前記導電体部と電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項7記載の半導体装置において、
前記第1半導体領域は、
前記第2半導体領域の直下に形成されて前記第2半導体領域に接し、かつ前記第2溝の底部よりも浅い、第1導電型の第1領域と、
前記第1領域と接しかつ前記第2溝の底部よりも深い、第1導電型の第2領域と、
を有し、
前記第2領域は、前記第2溝の直下にも延在しており、
前記第1領域は、前記第2領域よりも高不純物濃度であることを特徴とする半導体装置。 - 請求項8記載の半導体装置において、
前記第1半導体領域は、
前記第2半導体領域と前記第2溝を介して平面視で隣接しかつ前記第2溝の底部よりも浅い、第1導電型の第3領域を更に有し、
前記第2領域は、前記第1領域および前記第3領域に接しており、
前記第3領域は、前記第2領域よりも高不純物濃度であることを特徴とする半導体装置。 - 請求項9記載の半導体装置において、
前記半導体基板は、第2導電型の基板であることを特徴とする半導体装置。 - 請求項10記載の半導体装置であって、
前記第1溝と前記第2溝とは、同一工程で形成された溝であり、
前記ゲート電極と前記導電体部とは、同一工程で形成されていることを特徴とする半導体装置。 - 半導体基板に形成されたトレンチゲート型電界効果トランジスタおよびダイオードを有する半導体装置の製造方法であって、
(a)前記半導体基板を準備する工程、
(b)前記(a)工程後、前記半導体基板に第1溝および第2溝を形成する工程、
(c)前記(b)工程後、前記第1溝内にゲート絶縁膜を介して前記トレンチゲート型電界効果トランジスタ用のゲート電極を、前記第2溝内にダミーゲート絶縁膜を介してダミーゲート電極を、それぞれ形成する工程、
(d)前記(a)工程後、前記半導体基板に前記ダイオード用の第1導電型の第1半導体領域を形成する工程、
(e)前記(a)工程後、前記半導体基板に、前記ダイオード用の前記第1導電型とは逆の第2導電型の第2半導体領域を形成する工程、
を有し、
前記第2半導体領域は、前記第2溝により平面的に囲まれており、
前記第2半導体領域の直下に前記第1半導体領域の一部が存在し、前記第2半導体領域と前記第2半導体領域の直下に位置する部分の前記第1半導体領域との間にPN接合が形成されることにより、前記ダイオードが形成され、
前記ダミーゲート電極は、前記第1半導体領域または前記第2半導体領域のいずれか一方に電気的に接続されることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項12記載の半導体装置の製造方法において、
(f)前記(a)、(b)、(c)、(d)および(e)工程後、前記半導体基板の主面上に層間絶縁膜を形成する工程、
(g)前記層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程、
(h)前記(g)工程後、配線を形成する工程、
を更に有し、
前記配線のうちの第1配線は、前記第1半導体領域または前記第2半導体領域のいずれか一方に電気的に接続され、かつ、前記ダミーゲート電極にも電気的に接続されることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項13記載の半導体装置の製造方法において、
前記第2半導体領域の側面は、前記第2溝に接しており、前記第1半導体領域には接しておらず、
前記第1半導体領域の底部は、前記第2溝の底部よりも深いことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項14記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程は、
(d1)前記半導体基板に、第1導電型の第2領域を形成する工程、
(d2)前記半導体基板に、前記第2領域よりも高不純物濃度の第1導電型の第1領域を形成する工程、
を有し、
前記第1半導体領域は、前記第1領域および前記第2領域を含んでおり、
前記第2領域の底部は第2溝の底部よりも深く、
前記第1領域の底部は第2溝の底部よりも浅く、
前記第1領域は前記第2領域と接しており、
前記(d2)工程および前記(e)工程で形成された前記第1領域および前記第2半導体領域は、前記第1領域が前記第2半導体領域の直下に位置して前記第2半導体領域に接していることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項15記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d2)工程では、前記トレンチゲート型電界効果トランジスタのチャネル領域用半導体領域を形成するイオン注入工程と同じイオン注入工程により、前記第1領域が形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項16記載の半導体装置の製造方法において、
前記(e)工程では、前記トレンチゲート型電界効果トランジスタのソース領域用半導体領域を形成するイオン注入工程と同じイオン注入工程により、前記第2半導体領域が形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項17記載の半導体装置の製造方法において、
前記(c)工程では、前記ゲート電極と一体的に形成されて前記半導体基板上に延在するゲート引き出し部も形成され、
前記(d1)工程では、前記半導体基板に第1導電型の第4半導体領域を形成するイオン注入工程と同じイオン注入工程により、前記第2領域が形成され、
前記第4半導体領域は、前記ゲート引き出し部の下方に位置し、
前記第4半導体領域の底部は、前記第1溝の底部よりも深いことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項18記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d1)工程は、前記(a)工程後で、前記(b)工程前に行われ、
前記(d2)および(e)工程は、前記(c)工程後で、前記(f)工程前に行われることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項19記載の半導体装置の製造方法において、
前記半導体基板は、第2導電型であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012079892A JP5893471B2 (ja) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | 半導体装置およびその製造方法 |
US13/766,148 US8803226B2 (en) | 2012-03-30 | 2013-02-13 | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
US14/324,632 US8969150B2 (en) | 2012-03-30 | 2014-07-07 | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012079892A JP5893471B2 (ja) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013211374A true JP2013211374A (ja) | 2013-10-10 |
JP5893471B2 JP5893471B2 (ja) | 2016-03-23 |
Family
ID=49233741
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012079892A Expired - Fee Related JP5893471B2 (ja) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US8803226B2 (ja) |
JP (1) | JP5893471B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016105460A (ja) * | 2014-10-02 | 2016-06-09 | インフィネオン テクノロジーズ アーゲーInfineon Technologies Ag | 活性領域にセンサ電位が与えられた半導体デバイス |
JP2016111084A (ja) * | 2014-12-03 | 2016-06-20 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体装置とその製造方法 |
JP2016171150A (ja) * | 2015-03-11 | 2016-09-23 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
JP2017143214A (ja) * | 2016-02-12 | 2017-08-17 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
JP2020087990A (ja) * | 2018-11-16 | 2020-06-04 | 株式会社 日立パワーデバイス | 半導体装置およびそれを用いた電力変換装置 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9859414B2 (en) * | 2014-03-31 | 2018-01-02 | Shindengen Electric Manufacturing Co., Ltd. | Semiconductor device |
JP6602700B2 (ja) * | 2016-03-14 | 2019-11-06 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置 |
JP7038518B2 (ja) * | 2017-10-11 | 2022-03-18 | ローム株式会社 | 半導体装置 |
JP2022101951A (ja) * | 2020-12-25 | 2022-07-07 | ローム株式会社 | 半導体装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007134625A (ja) * | 2005-11-14 | 2007-05-31 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2009071217A (ja) * | 2007-09-18 | 2009-04-02 | Denso Corp | 半導体装置 |
JP2009188335A (ja) * | 2008-02-08 | 2009-08-20 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | 半導体装置 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05267588A (ja) | 1992-03-24 | 1993-10-15 | Nissan Motor Co Ltd | 半導体保護装置 |
US6351018B1 (en) | 1999-02-26 | 2002-02-26 | Fairchild Semiconductor Corporation | Monolithically integrated trench MOSFET and Schottky diode |
JP4097417B2 (ja) * | 2001-10-26 | 2008-06-11 | 株式会社ルネサステクノロジ | 半導体装置 |
JP2006324412A (ja) | 2005-05-18 | 2006-11-30 | Renesas Technology Corp | 半導体装置 |
JP4955222B2 (ja) * | 2005-05-20 | 2012-06-20 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
JP5222466B2 (ja) * | 2006-08-09 | 2013-06-26 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
-
2012
- 2012-03-30 JP JP2012079892A patent/JP5893471B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2013
- 2013-02-13 US US13/766,148 patent/US8803226B2/en active Active
-
2014
- 2014-07-07 US US14/324,632 patent/US8969150B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007134625A (ja) * | 2005-11-14 | 2007-05-31 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2009071217A (ja) * | 2007-09-18 | 2009-04-02 | Denso Corp | 半導体装置 |
JP2009188335A (ja) * | 2008-02-08 | 2009-08-20 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | 半導体装置 |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016105460A (ja) * | 2014-10-02 | 2016-06-09 | インフィネオン テクノロジーズ アーゲーInfineon Technologies Ag | 活性領域にセンサ電位が与えられた半導体デバイス |
US10096531B2 (en) | 2014-10-02 | 2018-10-09 | Infineon Technologies Ag | Semiconductor device with sensor potential in the active region |
JP2016111084A (ja) * | 2014-12-03 | 2016-06-20 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体装置とその製造方法 |
US9698103B2 (en) | 2014-12-03 | 2017-07-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Semiconductor device and manufacturing method therefor |
JP2016171150A (ja) * | 2015-03-11 | 2016-09-23 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
US9947574B2 (en) | 2015-03-11 | 2018-04-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device |
JP2017143214A (ja) * | 2016-02-12 | 2017-08-17 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
JP2020087990A (ja) * | 2018-11-16 | 2020-06-04 | 株式会社 日立パワーデバイス | 半導体装置およびそれを用いた電力変換装置 |
JP7033049B2 (ja) | 2018-11-16 | 2022-03-09 | 株式会社 日立パワーデバイス | 半導体装置およびそれを用いた電力変換装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5893471B2 (ja) | 2016-03-23 |
US20130256783A1 (en) | 2013-10-03 |
US20140322877A1 (en) | 2014-10-30 |
US8803226B2 (en) | 2014-08-12 |
US8969150B2 (en) | 2015-03-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5893471B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JP5481030B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP5589052B2 (ja) | 半導体装置 | |
US11670633B2 (en) | Semiconductor device and semiconductor module | |
JP6462367B2 (ja) | 半導体装置 | |
WO2017208734A1 (ja) | 半導体装置 | |
US7956423B2 (en) | Semiconductor device with trench gate and method of manufacturing the same | |
US9640613B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
US10043876B2 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
US8436419B2 (en) | Semiconductor device with high-breakdown-voltage transistor | |
JP2008235788A (ja) | 絶縁ゲート型半導体装置 | |
JP2019114643A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
TW201316510A (zh) | 半導體裝置 | |
JP2021111685A (ja) | 半導体装置 | |
JP2008270367A (ja) | 半導体装置 | |
US20210280573A1 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing same | |
JP2007067249A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JP2010087124A (ja) | 絶縁ゲート型半導体装置 | |
US20240243198A1 (en) | Semiconductor device, methods of manufacturing semiconductor device, and semiconductor module | |
JP2019004091A (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
US20230106733A1 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device | |
JP2015170837A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP2021197520A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JP2023146998A (ja) | 半導体装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140814 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150714 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150716 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150909 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160209 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160224 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5893471 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |