JP2019186458A - スイッチング素子とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
22 :トレンチ
24 :ゲート絶縁層
24a :側面絶縁層
24b :底面絶縁層
26 :ゲート電極
28 :層間絶縁層
30 :ソース領域
32 :ボディ領域
32a :ボディコンタクト領域
32b :低濃度ボディ領域
34 :ドリフト領域
35 :ドレイン領域
70 :ソース電極
72 :ニッケルシリサイド層
72a :側面ニッケルシリサイド層
72b :上面ニッケルシリサイド層
74 :チタンシリサイド層
76 :バリアメタル層
78 :アルミニウム層
80 :ドレイン電極
Claims (13)
- スイッチング素子であって、
上面にトレンチが設けられている半導体基板と、
前記トレンチの側面を覆う側面絶縁層と、
前記トレンチの底面を覆う底面絶縁層と、
前記トレンチ内に配置されており、前記側面絶縁層と前記底面絶縁層によって前記半導体基板から絶縁されているゲート電極と、
前記ゲート電極の上面を覆う層間絶縁層と、
前記層間絶縁層よりも上側に位置する前記トレンチの前記側面において前記半導体基板に接しており、前記半導体基板に含まれる元素と金属との化合物によって構成されている側面金属化合物層と、
前記半導体基板の前記上面において前記半導体基板に接しており、前記半導体基板に含まれる元素と金属との化合物によって構成されている上面金属化合物層、
を有し、
前記半導体基板が、
前記上面金属化合物層と前記側面金属化合物層と前記側面絶縁層に接している第1導電型の第1領域と、
前記第1領域の下側で前記側面絶縁層に接している第2導電型の第2領域と、
前記第2領域の下側で前記側面絶縁層に接している第1導電型の第3領域、
を有するスイッチング素子。 - 前記側面金属化合物層の厚みが、前記上面金属化合物層の厚みよりも薄い請求項1のスイッチング素子。
- 前記半導体基板が、シリコンを含んでおり、
前記側面金属化合物層と前記上面金属化合物層が、シリサイドにより構成されている請求項1または2のスイッチング素子。 - 前記側面金属化合物層が、前記半導体基板に含まれる元素と第1金属との化合物によって構成されている第1側面金属化合物層と、前記半導体基板に含まれる元素と前記第1金属とは異なる第2金属との化合物によって構成されている第2側面金属化合物層を有し、
前記第2領域が、コンタクト領域と、前記コンタクト領域に接するとともに前記コンタクト領域よりも第2導電型不純物濃度が低い低濃度領域を有し、
前記第1領域が、前記第1側面金属化合物層に接しており、
前記コンタクト領域が、前記第2側面金属化合物層に接しており、
前記低濃度領域が、前記第1領域の下側で前記側面絶縁層に接している、
請求項1〜3のいずれか一項のスイッチング素子。 - 前記第2側面金属化合物層が、前記第1側面金属化合物層の下側に配置されている請求項4のスイッチング素子。
- 前記半導体基板が、SiC(炭化シリコン)により構成されており、
前記第1側面金属化合物層と前記上面金属化合物層が、ニッケルシリサイドにより構成されており、
前記第2側面金属化合物層が、チタンシリサイドにより構成されている、
請求項4または5のスイッチング素子。 - 前記半導体基板の前記上面において、前記第1領域と前記コンタクト領域が、前記トレンチの長手方向に沿って交互に繰り返し設けられている請求項4〜6のいずれか一項のスイッチング素子。
- スイッチング素子の製造方法であって、
半導体基板の上面にトレンチを形成する工程と、
前記トレンチの側面を覆う側面絶縁層と前記トレンチの底面を覆う底面絶縁層を形成する工程と、
前記トレンチ内と前記半導体基板の前記上面の上部に、ゲート電極を堆積させる工程と、
前記ゲート電極をエッチングする工程であって、前記半導体基板の前記上面の上部の前記ゲート電極を除去し、前記トレンチ内に残存する前記ゲート電極の上面が前記半導体基板の前記上面よりも下側に位置するように前記トレンチ内に前記ゲート電極を残存させる工程と、
前記トレンチ内に残存する前記ゲート電極の前記上面の上部と前記半導体基板の前記上面の上部に、層間絶縁層を堆積させる工程と、
前記層間絶縁層をエッチングする工程であって、前記半導体基板の前記上面の上部の前記層間絶縁層を除去し、前記トレンチ内に残存する前記層間絶縁層の上面が前記半導体基板の前記上面よりも下側に位置するように前記トレンチ内に前記層間絶縁層を残存させる工程と、
前記半導体基板の前記上面を覆う上面金属層、及び、前記トレンチ内に残存する前記層間絶縁層の前記上面よりも上側の前記トレンチの前記側面を覆う第1側面金属層を形成する工程と、
前記半導体基板を加熱する工程であって、前記第1側面金属層と前記半導体基板とを反応させることによって第1側面金属化合物層を形成するとともに前記上面金属層と前記半導体基板とを反応させることによって上面金属化合物層を形成する工程、
を有し、
前記スイッチング素子が、
前記上面金属化合物層と前記第1側面金属化合物層と前記側面絶縁層に接している第1導電型の第1領域と、
前記第1領域の下側で前記側面絶縁層に接している第2導電型の第2領域と、
前記第2領域の下側で前記側面絶縁層に接している第1導電型の第3領域、
を有することを特徴とするスイッチング素子の製造方法。 - 前記層間絶縁層をエッチングする工程では、反応性イオンエッチングによって前記層間絶縁層をエッチングし、
前記第1側面金属化合物層の厚みが、前記上面金属化合物層の厚みよりも薄い、
ことを特徴とする請求項8のスイッチング素子の製造方法。 - 前記半導体基板が、シリコンを含んでおり、
前記第1側面金属化合物層と前記上面金属化合物層が、シリサイドにより構成されている、
ことを特徴とする請求項8または9のスイッチング素子の製造方法。 - 前記第1側面金属化合物層と前記上面金属化合物層を形成する工程の後に前記トレンチ内に残存する前記層間絶縁層をエッチングすることによって、前記層間絶縁層の前記上面を下側へ移動させる工程と、
前記層間絶縁層の前記上面を下側へ移動させることで前記トレンチの前記側面に露出した前記半導体基板の表面を覆い、前記第1側面金属層とは異なる金属によって構成されている第2側面金属層を形成する工程と、
前記半導体基板を加熱して前記第2側面金属層と前記半導体基板とを反応させることによって、第2側面金属化合物層を形成する工程、
をさらに有し、
前記第2領域が、コンタクト領域と、前記コンタクト領域に接するとともに前記コンタクト領域よりも第2導電型不純物濃度が低い低濃度領域を有し、
前記コンタクト領域が、前記第2側面金属化合物層に接しており、
前記低濃度領域が、前記第1領域の下側で前記側面絶縁層に接している、
ことを特徴とする請求項8〜10のいずれか一項のスイッチング素子の製造方法。 - 前記半導体基板が、SiC(炭化シリコン)により構成されており、
前記第1側面金属化合物層と前記上面金属化合物層が、ニッケルシリサイドにより構成されており、
前記第2側面金属化合物層が、チタンシリサイドにより構成されている、
ことを特徴とする請求項11のスイッチング素子の製造方法。 - 前記半導体基板の前記上面において、前記第1領域と前記コンタクト領域が、前記トレンチの長手方向に沿って交互に繰り返し設けられている、
ことを特徴とする請求項11または12のスイッチング素子の製造方法。
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2018
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