JP2015179774A - Semiconductor device manufacturing method - Google Patents

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勝巳 堀田
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勝巳 堀田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device manufacturing method which can achieve refinement of an element while inhibiting deterioration in characteristics.SOLUTION: A semiconductor device manufacturing method of an embodiment comprises: a process of forming an insulation film which is provided on a second conductivity type semiconductor substrate where a plurality of first conductivity type semiconductor regions are provided and which has a first opening on each semiconductor region; a process of forming a metal film on the openings and the insulation film; a process of forming a protection film on the metal film; a process of forming a resist which is provided on the protection film and has a second opening on an upper part of the insulation film; a process of removing the protection film located under the second opening by dry etching; and a process of removing the metal film located under the second opening by dry etching.

Description

本発明の実施形態は、半導体装置の製造方法に関する。   Embodiments described herein relate generally to a method for manufacturing a semiconductor device.

大電流及び高耐圧向けの半導体装置は、半導体装置の縦方向に電流を流す素子領域と、その素子領域を取り囲む終端領域を備える。終端領域では、高耐圧を達成するために、半導体装置の素子領域から外周端に向かって空乏層が伸びやすくなるような工夫がなされる。   A semiconductor device for high current and high withstand voltage includes an element region in which current flows in the vertical direction of the semiconductor device, and a termination region surrounding the element region. In the termination region, in order to achieve a high breakdown voltage, a contrivance is made so that the depletion layer easily extends from the element region of the semiconductor device toward the outer peripheral end.

例えば、終端領域において、半導体装置の素子領域から終端領域に向かう方向に複数の半導体領域が形成される、ガードリング構造等が挙げられる。また、半導体装置の素子領域の微細化に伴い、終端領域に設けられたガードリング構造の微細化も求められている。   For example, a guard ring structure in which a plurality of semiconductor regions are formed in the termination region in a direction from the element region of the semiconductor device toward the termination region can be given. In addition, with the miniaturization of the element region of the semiconductor device, the guard ring structure provided in the termination region is also required to be miniaturized.

特開2008−243943号公報JP 2008-243943 A

本発明が解決しようとする課題は、特性悪化を抑制しながら、素子の微細化を可能とする半導体装置の製造方法を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device that enables miniaturization of elements while suppressing deterioration of characteristics.

実施形態の半導体装置の製造方法は、素子領域と、前記素子領域を囲み、第1導電型の半導体領域が複数設けられた終端領域とを有する第2導電型の半導体基板上に設けられ、前記半導体領域上に第1開口部を有する絶縁膜を形成する工程と、前記開口部及び前記絶縁膜上に金属膜を形成する工程と、前記金属膜上に保護膜を形成する工程と、前記保護膜上に設けられ、前記絶縁膜の上部に第2開口部を有するレジストを形成する工程と、前記第2開口部の下に位置する前記保護膜をドライエッチングで除去する工程と、前記第2開口部の下に位置する前記金属膜をウェットエッチングで除去する工程と、を有する。   The method of manufacturing a semiconductor device according to the embodiment is provided on a second conductivity type semiconductor substrate having an element region and a termination region surrounding the element region and provided with a plurality of first conductivity type semiconductor regions, Forming an insulating film having a first opening on the semiconductor region; forming a metal film on the opening and the insulating film; forming a protective film on the metal film; and A step of forming a resist provided on the film and having a second opening on the insulating film; a step of removing the protective film located under the second opening by dry etching; and the second Removing the metal film located under the opening by wet etching.

本実施形態に係る半導体装置1の構造を示す平面図。1 is a plan view showing a structure of a semiconductor device 1 according to an embodiment. 図1に示すA−A’線における断面を示す断面図。Sectional drawing which shows the cross section in the A-A 'line shown in FIG. 本実施形態に係る半導体装置1の製造プロセス毎について断面構造を示す断面図。Sectional drawing which shows a cross-section for every manufacturing process of the semiconductor device 1 which concerns on this embodiment.

以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。実施例中の説明で使用する図は、説明を容易にするための模式的なものであり、図中の各要素の形状、寸法、大小関係などは、実際の実施においては必ずしも図に示されたとおりとは限らず、本発明の効果が得られる範囲内で適宜変更可能である。第1導電形をN型で、第2導電形をP型で説明するが、それぞれこの逆の導電型とすることも可能である。半導体としては、シリコンを一例に説明するが、炭化シリコン(SiC)や窒化ガリウム(GaN)などの化合物半導体にも適用可能である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The drawings used in the description in the embodiments are schematic for ease of description, and the shape, size, magnitude relationship, etc. of each element in the drawings are not necessarily shown in the drawings in actual implementation. The present invention is not limited to the above, and can be appropriately changed within a range where the effects of the present invention can be obtained. The first conductivity type will be described as N-type, and the second conductivity type will be described as P-type. However, the opposite conductivity types may be used. As a semiconductor, silicon will be described as an example, but it can also be applied to a compound semiconductor such as silicon carbide (SiC) or gallium nitride (GaN).

図1および図2を用いて、本発明の実施形態に係る半導体装置1について説明する。図1は本実施形態に係る半導体装置1の構造を示す平面図、及び図2は図1に示すA−A’線における断面を示す断面図を示している。なお、図1においては、P型ベース領域3、絶縁膜5、ソース電極6、ガードリング電極7、及びパッシベーション膜8を省略した平面図を示している。   A semiconductor device 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a plan view showing a structure of a semiconductor device 1 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cross section taken along line A-A ′ shown in FIG. 1. 1 shows a plan view in which the P-type base region 3, the insulating film 5, the source electrode 6, the guard ring electrode 7, and the passivation film 8 are omitted.

図1に示すように、本実施形態に係る半導体装置1は、半導体素子が形成され積層方向(縦方向)に電流が流れる素子領域31と、素子領域31を水平面内で取り囲む終端領域30とを有するN型半導体基板2(半導体基板)から構成される。半導体装置1は矩形であり、4つの辺部と、辺部と辺部とをつなぐ4つのコーナー部を有する。本実施形態に係る半導体装置1は、一例として素子領域31にMOSFETの半導体素子が形成された構造について説明される。なお、これに限定されることなく、以後の実施形態を含め本発明の実施形態は、素子領域31がダイオード、またはIGBTなどの他の電力用半導体素子が形成される場合にも適用可能である。   As shown in FIG. 1, the semiconductor device 1 according to the present embodiment includes an element region 31 in which a semiconductor element is formed and a current flows in a stacking direction (vertical direction), and a termination region 30 that surrounds the element region 31 in a horizontal plane. It has an N-type semiconductor substrate 2 (semiconductor substrate). The semiconductor device 1 is rectangular and has four sides and four corners that connect the sides. The semiconductor device 1 according to the present embodiment will be described with a structure in which a MOSFET semiconductor element is formed in the element region 31 as an example. The present invention, including the following embodiments, is not limited to this, and the embodiments of the present invention can also be applied to the case where the element region 31 is formed with a diode or another power semiconductor element such as an IGBT. .

本実施形態に係る半導体装置1は、N型半導体基板2、P型ベース領域3、P型ガードリング領域4(半導体領域)、絶縁膜5、ソース電極6、ガードリング電極7、パッシベーション膜8、及びドレイン電極12を備える。N型半導体基板2は例えば、シリコン基板である。   The semiconductor device 1 according to this embodiment includes an N-type semiconductor substrate 2, a P-type base region 3, a P-type guard ring region 4 (semiconductor region), an insulating film 5, a source electrode 6, a guard ring electrode 7, a passivation film 8, And a drain electrode 12. The N-type semiconductor substrate 2 is, for example, a silicon substrate.

N型半導体基板2は、第1の表面と、これとは反対側に第2の表面を有する。P型ベース領域3は、N型半導体基板2の第1の表面に選択的に形成される。本実施形態ではMOSFETを例に説明するので、P型ベース領域3は複数形成される。N型半導体基板2の第1の表面でP型ベース領域3が形成される領域は、後述するように積層方向(縦方向)に電流が流れる素子領域31となる。   The N-type semiconductor substrate 2 has a first surface and a second surface opposite to the first surface. The P-type base region 3 is selectively formed on the first surface of the N-type semiconductor substrate 2. Since the present embodiment will be described by taking a MOSFET as an example, a plurality of P-type base regions 3 are formed. A region where the P-type base region 3 is formed on the first surface of the N-type semiconductor substrate 2 becomes an element region 31 in which a current flows in the stacking direction (vertical direction) as will be described later.

複数のP型ベース領域3のうち、最も半導体装置1の外周端側のP型ベース領域3に、素子領域31と終端領域30の境界が存在する。終端領域30は、N型半導体基板2の第1の表面において、素子領域31の外側を占める。すなわち、終端領域30は、N型半導体基板2に平行な水平面内において、素子領域31を取り囲む。終端領域30は、後述するように、MOSFETがオン状態の時の動作電流は流れず、オフ状態の時に、最もチップの外周端側のP型ベース領域3の外周端からチップの外周端に向かって空乏層が広がる領域である。   Among the plurality of P-type base regions 3, the boundary between the element region 31 and the termination region 30 exists in the P-type base region 3 closest to the outer peripheral end of the semiconductor device 1. Termination region 30 occupies the outside of element region 31 on the first surface of N-type semiconductor substrate 2. That is, the termination region 30 surrounds the element region 31 in a horizontal plane parallel to the N-type semiconductor substrate 2. As will be described later, in the termination region 30, no operating current flows when the MOSFET is in the on state, and when the MOSFET is in the off state, the termination region 30 is directed from the outer peripheral edge of the P-type base region 3 closest to the outer peripheral edge of the chip toward the outer peripheral edge of the chip. This is the area where the depletion layer spreads.

P型ガードリング領域4は、N型半導体基板2の第1の表面において、最も外周端側のP型ベース領域3の外周端から、半導体装置1の外周端の間の領域(すなわち終端領域30)に、設けられる。P型ガードリング領域4は、P型ベース領域3全体を取り囲む環状構造である。P型ガードリング領域4は、図1に示したように、平面図において矩形の環状構造を有し、4つの辺部と、4つのコーナー部を有する。P型ガードリング領域4の辺部は、半導体装置1の外周端に沿って直線状にN型半導体基板2の第1の表面を延伸する。P型ガードリング領域4のコーナー部は、N型半導体基板2の第1の表面において円弧状の構造を有する。本実施形態では、このような形状のP型ガードリング領域4が3つ設けられ、これらは互いに離間している。P型ガードリング領域4のP型不純物の不純物濃度は、P型ベース領域3のP型不純物の不純物濃度よりも高いほうが、後述する素子領域31から終端領域30へ向かう方向における、空乏層の広がりを促進できる。   The P-type guard ring region 4 is a region between the outer peripheral end of the P-type base region 3 on the most outer peripheral end side and the outer peripheral end of the semiconductor device 1 (that is, the termination region 30) on the first surface of the N-type semiconductor substrate 2. ). The P-type guard ring region 4 is an annular structure that surrounds the entire P-type base region 3. As shown in FIG. 1, the P-type guard ring region 4 has a rectangular annular structure in a plan view, and has four sides and four corners. A side portion of the P-type guard ring region 4 extends along a first surface of the N-type semiconductor substrate 2 linearly along the outer peripheral edge of the semiconductor device 1. The corner portion of the P-type guard ring region 4 has an arcuate structure on the first surface of the N-type semiconductor substrate 2. In the present embodiment, three P-type guard ring regions 4 having such a shape are provided and are separated from each other. When the impurity concentration of the P-type impurity in the P-type guard ring region 4 is higher than the impurity concentration of the P-type impurity in the P-type base region 3, the depletion layer spreads in the direction from the element region 31 to the termination region 30 described later. Can be promoted.

絶縁膜5が、N型半導体基板2の第1の表面上、P型ベース領域3上、及びP型ガードリング領域4上を、覆うように設けられる。絶縁膜5は、絶縁体であり、例えば酸化シリコンであるが、窒化シリコン、酸窒化シリコンなどの他の絶縁体とすることも可能である。   An insulating film 5 is provided so as to cover the first surface of the N-type semiconductor substrate 2, the P-type base region 3, and the P-type guard ring region 4. The insulating film 5 is an insulator, for example, silicon oxide, but may be another insulator such as silicon nitride or silicon oxynitride.

ソース電極6が、P型ベース領域3上にそれぞれ設けられた絶縁膜5の開口部(第1開口部)を介して、P型ベース領域3に電気的に接続するように設けられる。複数のフィールドプレート電極7のそれぞれは、複数のP型ガードリング領域4の上に沿って環状に設けられる。複数のフィールドプレート電極7のそれぞれは、複数のP型ガードリング領域4のそれぞれの上に設けられた絶縁膜5の開口部(第1開口部)を介して、それぞれのP型ガードリング領域4と電気的に接続される。また、複数のフィールドプレート電極7のそれぞれは、互いに離間し絶縁される。ドレイン電極12は、N型半導体基板2の第2の表面上に電気的に接続するように設けられる。ソース電極6、フィールドプレート電極7、及びドレイン電極12は、例えば、銅またはアルミニウムなどの金属用いられるが、他の金属とすることも可能である。   A source electrode 6 is provided so as to be electrically connected to the P-type base region 3 through an opening (first opening) of the insulating film 5 provided on the P-type base region 3. Each of the plurality of field plate electrodes 7 is provided in an annular shape along the plurality of P-type guard ring regions 4. Each of the plurality of field plate electrodes 7 is connected to each P-type guard ring region 4 via an opening (first opening) of the insulating film 5 provided on each of the plurality of P-type guard ring regions 4. And electrically connected. Further, each of the plurality of field plate electrodes 7 is separated from each other and insulated. The drain electrode 12 is provided on the second surface of the N-type semiconductor substrate 2 so as to be electrically connected. The source electrode 6, the field plate electrode 7, and the drain electrode 12 are made of metal such as copper or aluminum, for example, but may be made of other metals.

パッシベーション膜8は、素子領域31の一部から終端領域30全体において、ソース電極6、フィールドプレート電極7、及び絶縁膜5を覆うように設けられる。パッシベーション膜8は、ソース電極6上に開口を有し、この開口部を介して、ソース電極6は、チップ外のソース端子まで引き出される(詳細は図示せず)。パッシベーション膜8は、絶縁体であり、例えば、酸化シリコンが用いられるが、窒化シリコン、酸窒化シリコン、又は、ポリイミド等の絶縁体とすることも可能である。   The passivation film 8 is provided so as to cover the source electrode 6, the field plate electrode 7, and the insulating film 5 from a part of the element region 31 to the entire termination region 30. The passivation film 8 has an opening on the source electrode 6, and the source electrode 6 is drawn to the source terminal outside the chip through this opening (details are not shown). The passivation film 8 is an insulator. For example, silicon oxide is used, but an insulator such as silicon nitride, silicon oxynitride, or polyimide can also be used.

素子領域31には、MOSFETである半導体素子が形成されている。図示しないN型のソース層が、複数のP型ベース領域3のそれぞれに選択的に形成される。ゲート電極が、N型ソース層とN型半導体基板2との間におけるP型ベース領域3上にゲート絶縁膜を介して設けられる(図示せず)。MOSFETは、上記ゲート電極、ソース電極6、ドレイン電極12、N型ソース層、P型ベース領域3、及びN型半導体基板2を有する。このゲート電極によって、ソース電極6とドレイン電極12との間に流れる電流が制御される。   In the element region 31, a semiconductor element that is a MOSFET is formed. An N-type source layer (not shown) is selectively formed in each of the plurality of P-type base regions 3. A gate electrode is provided on the P-type base region 3 between the N-type source layer and the N-type semiconductor substrate 2 via a gate insulating film (not shown). The MOSFET includes the gate electrode, source electrode 6, drain electrode 12, N-type source layer, P-type base region 3, and N-type semiconductor substrate 2. The gate electrode controls the current flowing between the source electrode 6 and the drain electrode 12.

本実施形態では、素子領域31に形成される半導体素子がMOSFETの場合を例に説明するが、互いに対向する電極間に電流が流れる半導体素子であれば、素子領域31にダイオードまたはIGBTなどの他の半導体素子が形成されることも可能である。   In the present embodiment, the case where the semiconductor element formed in the element region 31 is a MOSFET will be described as an example. However, if a semiconductor element in which a current flows between electrodes facing each other, other elements such as a diode or an IGBT are provided in the element region 31. It is also possible to form a semiconductor element.

素子領域31にダイオードが形成される場合は、P型ベース領域3はアノード層として機能し、素子領域31には、必ずしも複数のアノード層が形成される必要はない。また、N型半導体基板2は、カソード層として機能する。その際、ソース電極6はアノード電極であり、ドレイン電極12はカソード電極である。   When a diode is formed in the element region 31, the P-type base region 3 functions as an anode layer, and a plurality of anode layers are not necessarily formed in the element region 31. The N-type semiconductor substrate 2 functions as a cathode layer. At that time, the source electrode 6 is an anode electrode, and the drain electrode 12 is a cathode electrode.

素子領域31にIGBTが形成される場合は、上記MOSFETが形成される場合において、nN型半導体基板2とドレイン電極12との間に、さらにP型コレクタ層が設けられる。その際、ドレイン電極12はコレクタ電極であり、ソース電極6はエミッタ電極である。   When an IGBT is formed in the element region 31, a P-type collector layer is further provided between the nN type semiconductor substrate 2 and the drain electrode 12 when the MOSFET is formed. At that time, the drain electrode 12 is a collector electrode, and the source electrode 6 is an emitter electrode.

次に、本実施形態に係る半導体装置1の製造方法について図3を用いて説明する。図3A〜Eは、本実施形態に係る半導体装置1の製造プロセス毎について断面構造を示す断面図を示している。   Next, a method for manufacturing the semiconductor device 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3A to 3E are sectional views showing a sectional structure for each manufacturing process of the semiconductor device 1 according to the present embodiment.

まず、前述したようにN型半導体基板2において、素子領域31にはP型ベース領域3、終端領域30にはP型ガードリング領域4がイオン注入により形成される。P型半導体領域を形成する場合、例えば、N型半導体基板2にボロン(B)がイオン注入される。なお、本実施形態では図示しないが、N型半導体基板2上にN型半導体層をエピタキシャル成長させ、そのN型半導体層にイオン注入することによりP型ベース領域3及びP型ガードリング領域4を形成してもよい。   First, as described above, in the N-type semiconductor substrate 2, the P-type base region 3 is formed in the element region 31, and the P-type guard ring region 4 is formed in the termination region 30 by ion implantation. When forming the P-type semiconductor region, for example, boron (B) is ion-implanted into the N-type semiconductor substrate 2. Although not shown in the present embodiment, an N-type semiconductor layer is epitaxially grown on the N-type semiconductor substrate 2, and ions are implanted into the N-type semiconductor layer to form a P-type base region 3 and a P-type guard ring region 4. May be.

P型ベース領域3及びP型ガードリング領域4が形成されたN型半導体基板2上に、絶縁膜5が熱酸化法や化学気相成長(Chemical Vapor Deposition;CVD)法などにより形成される。絶縁膜5は、P型ベース領域3及びP型ガードリング領域4の上部に第1開口部20を有するように、反応性イオンエッチング(Reactive Ion Etching;RIE)法により図3Aに示されるようにエッチングされる。   An insulating film 5 is formed on the N-type semiconductor substrate 2 on which the P-type base region 3 and the P-type guard ring region 4 are formed by a thermal oxidation method, a chemical vapor deposition (CVD) method, or the like. As shown in FIG. 3A, the insulating film 5 has a first opening 20 on the P-type base region 3 and the P-type guard ring region 4 by a reactive ion etching (RIE) method. Etched.

次に、第1開口部20を埋め込むように、絶縁膜5上に金属膜9がスパッタ法などにより形成される。そして、金属膜9上には窒化シリコン膜10(保護膜)、窒化シリコン膜10上にはレジスト11が形成され、半導体装置1は図3Bに示される構造になる。なお、本実施形態では窒化シリコン膜10を用いたが、後述する効果を得るためには窒化シリコン膜に限らない。窒化シリコン膜10は、金属膜9よりもウェットエッチングされ難い膜であれば実施は可能である。また、金属膜9には、例えば、アルミニウム(Al)やアルミニウム化合物などが用いられる。   Next, a metal film 9 is formed on the insulating film 5 by sputtering or the like so as to fill the first opening 20. Then, a silicon nitride film 10 (protective film) is formed on the metal film 9, and a resist 11 is formed on the silicon nitride film 10, and the semiconductor device 1 has a structure shown in FIG. 3B. In this embodiment, the silicon nitride film 10 is used. However, the present invention is not limited to the silicon nitride film in order to obtain the effects described later. The silicon nitride film 10 can be implemented as long as it is less susceptible to wet etching than the metal film 9. The metal film 9 is made of, for example, aluminum (Al) or an aluminum compound.

図3Cに示すように、レジスト11には複数の第2開口部21が露光などによって形成される。第2開口部21は、隣接するP型ガードリング領域4間に位置する絶縁膜5の上部、及び最も素子領域31に近接するP型ガードリング領域4とP型ベース領域3との間に位置する絶縁膜5の上部に形成される。すなわち、第2開口部21は、隣接する第1開口部20間に形成される。また、素子領域31から最も離れたP型ガードリング領域4と、N型半導体基板2の端部との間に位置するレジスト11も除去される。   As shown in FIG. 3C, a plurality of second openings 21 are formed in the resist 11 by exposure or the like. The second opening 21 is located above the insulating film 5 positioned between the adjacent P-type guard ring regions 4 and between the P-type guard ring region 4 and the P-type base region 3 closest to the element region 31. It is formed on the insulating film 5 to be formed. That is, the second opening 21 is formed between the adjacent first openings 20. The resist 11 located between the P-type guard ring region 4 farthest from the element region 31 and the end of the N-type semiconductor substrate 2 is also removed.

図3Dに示すように、第2開口部21により露出した部分の窒化シリコン膜10がドライエッチングによって除去される。異方性エッチングのため、窒化シリコン膜10は第2開口部21の形状をほぼ反映して除去される。すなわち、エッチングされた窒化シリコン膜10の側面はほぼ垂直な形状を有する。   As shown in FIG. 3D, the portion of the silicon nitride film 10 exposed by the second opening 21 is removed by dry etching. Due to the anisotropic etching, the silicon nitride film 10 is removed substantially reflecting the shape of the second opening 21. That is, the side surface of the etched silicon nitride film 10 has a substantially vertical shape.

そして、除去された窒化シリコン膜10により露出した部分の金属膜9がウェットエッチングによって除去され、半導体装置1は図3Eに示すような構造になる。エッチングされた金属膜9は、素子領域31側に位置する部分がソース電極6、終端領域30側に位置する部分がフィールドプレート電極7となる。最終的に、素子領域31の一部から終端領域30全体においてパッシベーション膜8が設けられ、半導体装置1は図2に示すような構造になる。   Then, the portion of the metal film 9 exposed by the removed silicon nitride film 10 is removed by wet etching, and the semiconductor device 1 has a structure as shown in FIG. 3E. In the etched metal film 9, the portion located on the element region 31 side becomes the source electrode 6, and the portion located on the termination region 30 side becomes the field plate electrode 7. Finally, the passivation film 8 is provided from a part of the element region 31 to the entire termination region 30, and the semiconductor device 1 has a structure as shown in FIG.

次に、本実施形態に係る半導体装置1の製造方法の効果について説明する。まず、本実施形態に係る半導体装置1の製造方法のように、製造工程において金属膜9上に窒化シリコン膜10を形成しない場合について説明する。その場合、金属膜9上に窒化シリコン膜10を形成せずに、金属膜9上にレジスト11を形成し、レジスト11に第2開口部21が形成される。その後、第2開口部21から露出した部分の金属膜9がウェットエッチングによって除去される。ウェットエッチングの場合、レジスト11の真下に位置する金属膜9にもエッチングが進む可能性がある。すなわち、金属膜9の一部をエッチングすることによって形成されるソース電極6とフィールドプレート電極7は、上部に広がった形状となる。半導体装置1の微細化に伴い、隣接するフィールドプレート電極7の間隔を狭くする必要があるが、上述したように電極が上部に広がった形状となると半導体装置1の微細化は困難となる。そのため、半導体装置1の微細化が進んだ際、隣接するフィールドプレート電極7の間隔を狭くすることができず、半導体装置1の耐圧増加や信頼性の確保が難しくなる。また、金属は一般的にドライエッチングで除去することは困難である。   Next, effects of the method for manufacturing the semiconductor device 1 according to the present embodiment will be described. First, a case where the silicon nitride film 10 is not formed on the metal film 9 in the manufacturing process as in the method for manufacturing the semiconductor device 1 according to the present embodiment will be described. In that case, the resist 11 is formed on the metal film 9 without forming the silicon nitride film 10 on the metal film 9, and the second opening 21 is formed in the resist 11. Thereafter, the portion of the metal film 9 exposed from the second opening 21 is removed by wet etching. In the case of wet etching, there is a possibility that the etching also proceeds to the metal film 9 located immediately below the resist 11. That is, the source electrode 6 and the field plate electrode 7 formed by etching a part of the metal film 9 have a shape that spreads upward. As the semiconductor device 1 is miniaturized, it is necessary to reduce the interval between adjacent field plate electrodes 7. However, as described above, it is difficult to miniaturize the semiconductor device 1 when the electrodes have a shape that spreads upward. Therefore, when the miniaturization of the semiconductor device 1 progresses, the interval between the adjacent field plate electrodes 7 cannot be reduced, and it becomes difficult to increase the breakdown voltage of the semiconductor device 1 and to ensure the reliability. Further, it is generally difficult to remove the metal by dry etching.

本実施形態に係る半導体装置1の製造方法の場合、金属膜9とレジスト11との間に窒化シリコン膜10を形成し、第2開口部21から露出した窒化シリコン膜10をドライエッチングにより除去している。その後、ウェットエッチングによって金属膜9のエッチングを行うが、金属膜9とレジスト11との間に窒化シリコン膜10が設けられているため、レジスト11真下の金属膜9エッチングは抑制される。また、窒化シリコン膜10はウェットエッチングに対する耐性を有しているため、レジスト11真下の窒化シリコン膜10がエッチングされることもない。   In the method of manufacturing the semiconductor device 1 according to the present embodiment, the silicon nitride film 10 is formed between the metal film 9 and the resist 11, and the silicon nitride film 10 exposed from the second opening 21 is removed by dry etching. ing. Thereafter, the metal film 9 is etched by wet etching. Since the silicon nitride film 10 is provided between the metal film 9 and the resist 11, the etching of the metal film 9 immediately below the resist 11 is suppressed. Further, since the silicon nitride film 10 has resistance to wet etching, the silicon nitride film 10 directly under the resist 11 is not etched.

従って、本実施形態に係る半導体装置1の製造方法の場合、レジスト11真下の金属膜9がエッチングされるのを抑制できるため、半導体装置1の微細化が可能となる。すなわち、隣接するフィールドプレート電極7の間隔を狭くすることができるため、半導体装置1の耐圧と信頼性の確保が可能となる。   Therefore, in the case of the method for manufacturing the semiconductor device 1 according to the present embodiment, the etching of the metal film 9 immediately below the resist 11 can be suppressed, so that the semiconductor device 1 can be miniaturized. That is, since the interval between adjacent field plate electrodes 7 can be narrowed, the breakdown voltage and reliability of the semiconductor device 1 can be ensured.

なお、窒化シリコン膜10はシリコン基板に与える応力が比較的大きいため、窒化シリコン膜10を厚くすると、半導体装置1の製造工程においてN型半導体基板2が反る可能性がある。よって、窒化シリコン膜10の厚さは、金属膜9の厚さよりも小さいことが望ましい。   Since the silicon nitride film 10 has a relatively large stress on the silicon substrate, if the silicon nitride film 10 is thickened, the N-type semiconductor substrate 2 may be warped in the manufacturing process of the semiconductor device 1. Therefore, it is desirable that the thickness of the silicon nitride film 10 is smaller than the thickness of the metal film 9.

また、本実施形態においては窒化シリコン膜10を用いた場合について説明したが、窒化シリコンに限らず、ドライエッチングによる除去が可能で、ウェットエッチングに対する耐性があれば実施は可能である。   In this embodiment, the case where the silicon nitride film 10 is used has been described. However, the present invention is not limited to silicon nitride, and can be removed by dry etching and can be performed if it has resistance to wet etching.

上記説明した製造方法はあくまで一例であり、素子部と終端部の形成順序等は特に限定されない。また、成膜方法についてはCVD法の他に、原子層単体での成長制御が可能な原子層成長(Atomic Layer Deposition;ALD)法や、スパッタ法、物理気相成長(Physical Vapor Deposition;PVD)法、塗布法、及び噴霧法等でも実施は可能である。   The manufacturing method described above is merely an example, and the order of forming the element part and the terminal part is not particularly limited. In addition to the CVD method, the film formation method is an atomic layer deposition (ALD) method capable of controlling the growth of a single atomic layer, a sputtering method, or a physical vapor deposition (PVD) method. It can also be carried out by a method, a coating method, a spraying method, or the like.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…半導体装置、2…N型半導体基板(半導体基板)、3…P型ベース領域、4…P型ガードリング領域(半導体領域)、5…絶縁膜、6…ソース電極、7…フィールドプレート電極、8…パッシベーション膜、9…金属膜、10…窒化シリコン膜(保護膜)、11…レジスト、12…ドレイン電極、20…第1開口部、21…第2開口部、30…終端領域、31…素子領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor device, 2 ... N-type semiconductor substrate (semiconductor substrate), 3 ... P-type base region, 4 ... P-type guard ring region (semiconductor region), 5 ... Insulating film, 6 ... Source electrode, 7 ... Field plate electrode , 8 ... Passivation film, 9 ... Metal film, 10 ... Silicon nitride film (protective film), 11 ... Resist, 12 ... Drain electrode, 20 ... First opening, 21 ... Second opening, 30 ... Termination region, 31 ... Element region

Claims (3)

素子領域と、前記素子領域を囲み、第1導電型の半導体領域が複数設けられた終端領域とを有する第2導電型の半導体基板上に設けられ、前記半導体領域上に第1開口部を有する絶縁膜を形成する工程と、
前記開口部及び前記絶縁膜上に金属膜を形成する工程と、
前記金属膜上に保護膜を形成する工程と、
前記保護膜上に設けられ、前記絶縁膜の上部に第2開口部を有するレジストを形成する工程と、
前記第2開口部の下に位置する前記保護膜をドライエッチングで除去する工程と、
前記第2開口部の下に位置する前記金属膜をウェットエッチングで除去する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
Provided on a second conductivity type semiconductor substrate having an element region and a termination region surrounding the element region and provided with a plurality of first conductivity type semiconductor regions, and having a first opening on the semiconductor region Forming an insulating film;
Forming a metal film on the opening and the insulating film;
Forming a protective film on the metal film;
Forming a resist provided on the protective film and having a second opening on the insulating film;
Removing the protective film located under the second opening by dry etching;
Removing the metal film located under the second opening by wet etching;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
前記保護膜は窒化膜である請求項1に記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the protective film is a nitride film. 前記金属膜の厚さは、前記保護膜の厚さよりも大きくなるように形成される請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the thickness of the metal film is formed to be larger than the thickness of the protective film.
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