JP2021012940A - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書に開示の技術は、半導体装置の製造方法に関する。 The techniques disclosed herein relate to methods of manufacturing semiconductor devices.
特許文献1に、IGBT領域とダイオード領域を備える半導体装置が開示されている。IGBT領域とダイオード領域の境界部に沿ってトレンチが伸びている。境界部のトレンチ内には、ゲート絶縁膜とゲート電極が配置されている。IGBT領域には、n型のエミッタ領域、p型のボディコンタクト領域、p型のボディ領域等が設けられている。ダイオード領域には、p型のアノード領域等が設けられている。すなわち、境界部のトレンチを介して隣接するIGBT領域とダイオード領域の間で、構造が異なっている。 Patent Document 1 discloses a semiconductor device including an IGBT region and a diode region. A trench extends along the boundary between the IGBT region and the diode region. A gate insulating film and a gate electrode are arranged in the trench at the boundary. The IGBT region is provided with an n-type emitter region, a p-type body contact region, a p-type body region, and the like. A p-type anode region or the like is provided in the diode region. That is, the structure is different between the adjacent IGBT region and the diode region via the trench at the boundary.
図15〜18は、トレンチを介して隣接する2つの領域に異なる構造を形成する方法を示している。図15は、トレンチ150とゲート絶縁膜154を有する基板112を示している。基板112は、トレンチ150を介して隣接する2つの領域120、122を有している。この方法では、まず、図16のように、トレンチ150内と基板112の上面112aにポリシリコン層152を成長させる。このとき、トレンチ150がポリシリコン層152で埋め込まれる。このようにポリシリコン層152を成長させると、トレンチ150の上部でポリシリコン層152の上面に凹部152aが形成される。次に、図17のように、ポリシリコン層152を上側からエッチングすることによって、基板112の上面112a上のポリシリコン層152を除去する。トレンチ150内にはポリシリコン層152を残存させる。トレンチ150内に残存したポリシリコン層152がゲート電極となる。トレンチ150内でポリシリコン層152がエッチングされるときに、トレンチ150の側面近傍でトレンチ150の中央部近傍よりもエッチングレートが速くなる。このため、図17に示すように、トレンチ150内に残存するポリシリコン層152の上面の中央部に、突起152bが形成される。次に、図18のようにレジスト層160を形成する。ここでは、領域120を覆い、領域122を覆わないようにレジスト層160を形成する。次に、レジスト層160に覆われていない領域122にn型またはp型の不純物を注入することで、基板112の内部に拡散領域130を形成する。レジスト層160に覆われた領域120には拡散領域130は形成されない。したがって、領域122に領域120とは異なる構造を形成することができる。
Figures 15-18 show how to form different structures in two adjacent regions via a trench. FIG. 15 shows a
しかしながら、この方法では、図18に示すように、レジスト層160の端部160aがトレンチ150の上部(すなわち、ポリシリコン層152の上面上)に位置するようにレジスト層160を形成する必要がある。しかしながら、ポリシリコン層152の上面に突起152bが存在するため、レジスト層160の端部160aの形状が安定しない。その結果、不純物の注入範囲を正確に制御することができない。
However, in this method, as shown in FIG. 18, it is necessary to form the
また、ポリシリコン層152をエッチングする前の段階で図19のようにポリシリコン層152の上部にレジスト層160を形成して不純物注入を行うことも考えられる。しかしながら、この場合には、トレンチ150の上部(ポリシリコン層152の上面)に凹部152aが存在するため、レジスト層160の端部160aの形状が安定しない。この方法でも、不純物の注入範囲を正確に制御することができない。
It is also conceivable to form a
本明細書では、トレンチの上部にレジスト層の端部を精度よく形成することで、不純物の注入範囲を正確に制御することが可能な技術を提案する。 This specification proposes a technique capable of accurately controlling the injection range of impurities by accurately forming the end portion of the resist layer on the upper part of the trench.
本明細書が開示する半導体装置の製造方法は、第1〜第8工程を有する。前記第1工程では、半導体基板と、前記半導体基板の上面に設けられたトレンチと、前記トレンチ内に配置されたゲート絶縁膜を備える基板を準備する。前記第2工程では、前記トレンチ内と前記基板の上面にp型不純物を含有するポリシリコンにより構成されている第1ポリシリコン層を形成する。前記第2工程では、前記トレンチが前記第1ポリシリコン層で埋め込まれる。前記第3工程では、前記第1ポリシリコン層の上面に、p型不純物の含有濃度が前記第1ポリシリコン層よりも低い第2ポリシリコン層を形成する。前記第4工程では、前記第2ポリシリコン層に対するエッチングレートが前記第1ポリシリコン層に対するエッチングレートよりも遅いエッチング方法によって前記第1ポリシリコン層と前記第2ポリシリコン層からなるポリシリコン層を上側からエッチングする。前記第4工程では、エッチング前の前記第1ポリシリコン層の上面よりも下側かつ前記基板の前記上面よりも上側まで前記ポリシリコン層をエッチングする。前記第5工程では、エッチング後に残存する前記ポリシリコン層の上面にレジスト層を形成する。前記第5工程では、前記レジスト層の端部が前記トレンチの上部に位置するように前記レジスト層を形成する。前記第6工程では、前記レジスト層をマスクとして前記半導体基板に不純物を注入する。前記第7工程では、前記レジスト層を除去する。前記第8工程では、前記レジスト層の除去後に前記ポリシリコン層をエッチングして、前記基板の前記上面上の前記ポリシリコン層を除去するとともに前記トレンチ内に前記ポリシリコン層を残存させる。 The method for manufacturing a semiconductor device disclosed in the present specification includes the first to eighth steps. In the first step, a semiconductor substrate, a trench provided on the upper surface of the semiconductor substrate, and a substrate having a gate insulating film arranged in the trench are prepared. In the second step, a first polysilicon layer made of polysilicon containing a p-type impurity is formed in the trench and on the upper surface of the substrate. In the second step, the trench is embedded with the first polysilicon layer. In the third step, a second polysilicon layer having a concentration of p-type impurities lower than that of the first polysilicon layer is formed on the upper surface of the first polysilicon layer. In the fourth step, the polysilicon layer composed of the first polysilicon layer and the second polysilicon layer is formed by an etching method in which the etching rate for the second polysilicon layer is slower than the etching rate for the first polysilicon layer. Etch from above. In the fourth step, the polysilicon layer is etched below the upper surface of the first polysilicon layer before etching and above the upper surface of the substrate. In the fifth step, a resist layer is formed on the upper surface of the polysilicon layer remaining after etching. In the fifth step, the resist layer is formed so that the end portion of the resist layer is located at the upper part of the trench. In the sixth step, impurities are injected into the semiconductor substrate using the resist layer as a mask. In the seventh step, the resist layer is removed. In the eighth step, after removing the resist layer, the polysilicon layer is etched to remove the polysilicon layer on the upper surface of the substrate and leave the polysilicon layer in the trench.
この製造方法では、まず、トレンチを埋め込むように第1ポリシリコン層を形成する。このとき、トレンチの上部の第1ポリシリコン層の上部に凹部が形成される。その後、第1ポリシリコン層の上面にさらに第2ポリシリコン層を形成する。このため、凹部内に第2ポリシリコン層が形成される。次に、第2ポリシリコン層に対するエッチングレートが第1ポリシリコン層に対するエッチングレートよりも遅いエッチング方法によって第1ポリシリコン層と第2ポリシリコン層からなるポリシリコン層を上側からエッチングする。ここでは、エッチング前の第1ポリシリコン層の上面よりも下側までポリシリコン層をエッチングする。エッチングが第1ポリシリコン層の上面に達した段階で、凹部内には第2ポリシリコン層が残存している。すなわち、トレンチの上部に第2ポリシリコン層が残存し、トレンチに隣接する領域では第1ポリシリコン層が露出している状態となる。その状態でさらにエッチングが進行すると、第2ポリシリコン層に対するエッチングレートが第1ポリシリコン層に対するエッチングレートよりも遅いので、トレンチの上部でポリシリコン層のエッチングレートが局所的に遅くなる。このため、ポリシリコン層の表面の凹部が平坦化される。ここでは、基板の上面よりも上側までポリシリコン層をエッチングする。すなわち、基板の上面上にポリシリコン層を残存させる。次に、ポリシリコン層の上面にレジスト層を形成する。トレンチの上部のポリシリコン層の上面が平坦化されているので、レジスト層の端部を精度よく形成することができる。その後、レジスト層をマスクとして半導体基板に不純物を注入することで、トレンチに隣接する一方の領域に拡散領域を形成する。その後、レジスト層を除去し、トレンチ内にポリシリコン層が残存するようにポリシリコン層をエッチングすることで、トレンチ型のゲート電極が完成する。以上に説明したように、この製造方法によれば、レジスト層を精度よく形成して、トレンチに隣接する一方の領域に正確に不純物を注入することができる。したがって、正確に拡散領域を形成することができる。 In this manufacturing method, first, a first polysilicon layer is formed so as to embed a trench. At this time, a recess is formed in the upper part of the first polysilicon layer in the upper part of the trench. Then, a second polysilicon layer is further formed on the upper surface of the first polysilicon layer. Therefore, a second polysilicon layer is formed in the recess. Next, the polysilicon layer composed of the first polysilicon layer and the second polysilicon layer is etched from above by an etching method in which the etching rate for the second polysilicon layer is slower than the etching rate for the first polysilicon layer. Here, the polysilicon layer is etched below the upper surface of the first polysilicon layer before etching. When the etching reaches the upper surface of the first polysilicon layer, the second polysilicon layer remains in the recess. That is, the second polysilicon layer remains on the upper part of the trench, and the first polysilicon layer is exposed in the region adjacent to the trench. If the etching proceeds further in this state, the etching rate for the second polysilicon layer is slower than the etching rate for the first polysilicon layer, so that the etching rate of the polysilicon layer is locally slowed at the upper part of the trench. Therefore, the recesses on the surface of the polysilicon layer are flattened. Here, the polysilicon layer is etched to the upper side of the upper surface of the substrate. That is, the polysilicon layer is left on the upper surface of the substrate. Next, a resist layer is formed on the upper surface of the polysilicon layer. Since the upper surface of the polysilicon layer on the upper part of the trench is flattened, the end portion of the resist layer can be formed with high accuracy. Then, by injecting impurities into the semiconductor substrate using the resist layer as a mask, a diffusion region is formed in one region adjacent to the trench. After that, the resist layer is removed, and the polysilicon layer is etched so that the polysilicon layer remains in the trench, thereby completing the trench-type gate electrode. As described above, according to this manufacturing method, the resist layer can be formed with high accuracy, and impurities can be accurately injected into one region adjacent to the trench. Therefore, the diffusion region can be formed accurately.
図1、2は、実施形態の製造方法により製造される半導体装置10を示している。図2に示すように、半導体装置10は、半導体基板12と、上部電極14と、下部電極16と、ゲート電極20と、ゲート絶縁膜22と、層間絶縁膜24を有している。なお、図1では、上部電極14と層間絶縁膜24の図示を省略している。半導体基板12は、シリコンにより構成されている。半導体基板12の上面12aに、複数のトレンチ26が設けられている。図1に示すように、各トレンチ26は、上面12aにおいて、y方向に直線状に伸びている。複数のトレンチ26は、x方向に間隔を空けて配置されている。各トレンチ26の内面は、ゲート絶縁膜22に覆われている。各トレンチ26内に、ゲート電極20が配置されている。ゲート電極20は、ゲート絶縁膜22によって半導体基板12から絶縁されている。ゲート電極20の上面は、層間絶縁膜24に覆われている。上部電極14は、層間絶縁膜24の表面と、層間絶縁膜24に覆われていない範囲の半導体基板12の上面12aを覆っている。上部電極14は、層間絶縁膜24によってゲート電極20から絶縁されている。下部電極16は、半導体基板12の下面12bの全域を覆っている。
FIGS. 1 and 2 show a
半導体基板12は、IGBT(insulated gate bipolar transistor)が形成されているIGBT領域90と、ダイオードが形成されているダイオード領域92を有する。上述した複数のトレンチ26のうちの1つのトレンチ26(以下、境界部トレンチ26aという)が、IGBT領域90とダイオード領域92の境界に沿って伸びている。すなわち、境界部トレンチ26aによって、IGBT領域90とダイオード領域92が区画されている。
The
IGBT領域90は、エミッタ領域30、ボディコンタクト領域32、トップボディ領域34、分離領域36、ボトムボディ領域38、ドリフト領域40、バッファ領域41、及び、コレクタ領域42を有している。
The
エミッタ領域30とボディコンタクト領域32は、半導体基板12の上面12aに露出する範囲に配置されている。エミッタ領域30は、n型であり、上部電極14にオーミック接触している。エミッタ領域30は、ゲート絶縁膜22に接している。ボディコンタクト領域32は、p型であり、上部電極14にオーミック接触している。ボディコンタクト領域32は、ゲート絶縁膜22に接している。
The
トップボディ領域34は、p型であり、ボディコンタクト領域32よりも低いp型不純物濃度を有している。トップボディ領域34は、エミッタ領域30及びボディコンタクト領域32に対して下側から接している。トップボディ領域34は、エミッタ領域30とボディコンタクト領域32の下側でゲート絶縁膜22に接している。
The
分離領域36は、n型であり、トップボディ領域34に対して下側から接している。分離領域36は、トップボディ領域34の下側でゲート絶縁膜22に接している。
The
ボトムボディ領域38は、p型であり、ボディコンタクト領域32よりも低いp型不純物濃度を有している。ボトムボディ領域38は、分離領域36に対して下側から接している。ボトムボディ領域38は、分離領域36の下側でゲート絶縁膜22に接している。
The
ドリフト領域40は、n型であり、エミッタ領域30よりも低いn型不純物濃度を有している。ドリフト領域40は、ボトムボディ領域38に対して下側から接している。ドリフト領域40は、ボトムボディ領域38の下側でゲート絶縁膜22に接している。
The
バッファ領域41は、n型であり、ドリフト領域40よりも高いn型不純物濃度を有している。バッファ領域41は、ドリフト領域40に対して下側から接している。
The
コレクタ領域42は、p型であり、バッファ領域41に対して下側から接している。コレクタ領域42は、下部電極16にオーミック接触している。
The
IGBT領域90内には、エミッタ領域30、ボディコンタクト領域32、トップボディ領域34、分離領域36、ボトムボディ領域38、ドリフト領域40、バッファ領域41、コレクタ領域42、ゲート電極20、及び、ゲート絶縁膜22等によって、IGBTが形成されている。下部電極16の電位が上部電極14の電位よりも高い状態では、ゲート電極20の電位が閾値よりも高くなると、IGBTがオンして下部電極16から上部電極14へ電流が流れる。
Within the
ダイオード領域92は、アノードコンタクト領域50、トップアノード領域52、分離領域54、ボトムアノード領域56、ドリフト領域58、バッファ領域59、及び、カソード領域60を有している。
The
アノードコンタクト領域50は、半導体基板12の上面12aに露出する範囲に配置されている。アノードコンタクト領域50は、p型であり、上部電極14にオーミック接触している。
The
トップアノード領域52は、p型であり、アノードコンタクト領域50よりも低いp型不純物濃度を有している。また、トップアノード領域52は、トップボディ領域34よりも低いp型不純物濃度を有している。トップアノード領域52は、アノードコンタクト領域50に対して下側から接している。
The
分離領域54は、n型であり、トップアノード領域52に対して下側から接している。
The
ボトムアノード領域56は、p型であり、アノードコンタクト領域50よりも低いp型不純物濃度を有している。ボトムアノード領域56は、分離領域54に対して下側から接している。
The
ダイオード領域92内のドリフト領域58は、IGBT領域90内のドリフト領域40と連続する領域である。ドリフト領域58は、n型であり、ボトムアノード領域56に対して下側から接している。
The
ダイオード領域92内のバッファ領域59は、IGBT領域90内のバッファ領域41と連続する領域である。バッファ領域59は、n型であり、ドリフト領域58よりも高いn型不純物濃度を有する。バッファ領域59は、ドリフト領域58に対して下側から接している。
The
カソード領域60は、n型であり、バッファ領域59よりも高いn型不純物濃度を有している。カソード領域60は、バッファ領域59に対して下側から接している。カソード領域60は、下部電極16にオーミック接触している。
The
ダイオード領域92内には、アノードコンタクト領域50、トップアノード領域52、分離領域54、ボトムアノード領域56、ドリフト領域58、バッファ領域59、及び、カソード領域60等によってダイオードが形成されている。上部電極14の電位が下部電極16の電位よりも高くなると、ダイオードがオンし、上部電極14から下部電極16へ電流が流れる。
In the
次に、半導体装置10の製造方法について説明する。半導体装置10は、図3に示す加工前の半導体基板12から製造される。加工前の半導体基板12は、ドリフト領域40、58と同じn型不純物濃度を有している。
Next, a method of manufacturing the
まず、図4に示すように、半導体基板12の上面12aを選択的にエッチングすることによって、上面12aに複数のトレンチ26を形成する。図4において中央のトレンチ26は、境界部トレンチ26aである。
First, as shown in FIG. 4, a plurality of
次に、図5に示すように、半導体基板12の表面を酸化させることによって、上面12aとトレンチ26の内面を覆うようにゲート絶縁膜22を形成する。以下では、半導体基板12とゲート絶縁膜22を合わせて基板70という。また、基板70の上面(すなわち、ゲート絶縁膜22の上面)を上面70aという。
Next, as shown in FIG. 5, the
次に、図6に示すように、CVD(chemical vapor deposition)によって、基板70の上面70aとトレンチ26の内面(すなわち、トレンチ26内のゲート絶縁膜22の表面)に第1ポリシリコン層71を成長させる。第1ポリシリコン層71は、p型不純物がドープされたポリシリコンにより構成されている。トレンチ26は、第1ポリシリコン層71によって埋め込まれる。トレンチ26の上部の第1ポリシリコン層71の上面には、凹部71aが形成される。
Next, as shown in FIG. 6, the
次に、図7に示すように、CVDによって、第1ポリシリコン層71の上面に、第2ポリシリコン層72を成長させる。第2ポリシリコン層72は、ノンドープポリシリコン(p型不純物、及び、n型不純物を含まないポリシリコン)により構成されている。したがって、第2ポリシリコン層72が含有するp型不純物の濃度は、第1ポリシリコン層71が含有するp型不純物の濃度よりも低い。凹部71aは、第2ポリシリコン層72によって埋め込まれる。第2ポリシリコン層72の上面には、微小な凹部72aが形成される。以下では、第1ポリシリコン層71と第2ポリシリコン層72を合わせて、ポリシリコン層74という。
Next, as shown in FIG. 7, the
次に、ポリシリコン層74を上面側からウェットエッチングする。ここでは、第2ポリシリコン層72に対するエッチングレートが第1ポリシリコン層71に対するエッチングレートよりも遅いエッチング液によって、ポリシリコン層74をエッチングする。ここでは、エッチング前の第1ポリシリコン層71の上面よりも下側まで(すなわち、第1ポリシリコン層71が露出するまで)ポリシリコン層74をエッチングする。すると、図8に示すように、凹部71a以外の部分で、第1ポリシリコン層71が露出する。凹部71a内には第2ポリシリコン層72が残存している。この段階では、ポリシリコン層74の上面に凹部71aに沿って凹部が存在している。図8の状態からさらにエッチングを進める。すると、第2ポリシリコン層72に対するエッチングレートが第1ポリシリコン層71に対するエッチングレートよりも遅いので、トレンチ26の上部で局所的にエッチングレートが遅くなる。その結果、図9に示すように、ポリシリコン層74の上面から凹部が消滅し、ポリシリコン層74の上面が略平坦となる。ここでは、図9のように、基板70の上面70aよりも上側でポリシリコン層74のエッチングを停止する。すなわち、上面70a上にポリシリコン層74を残存させる。なお、この工程では、ポリシリコン層74から第2ポリシリコン層72が除去されてもよいし、ポリシリコン層74の一部(トレンチ26の上部)に第2ポリシリコン層72が残存してもよい。
Next, the
次に、図10に示すように、フォトリソグラフィによって、ダイオード領域92を覆うようにポリシリコン層74上にレジスト層76を形成する。ここでは、レジスト層76の端部76aが境界部トレンチ26aの上部に位置するようにレジスト層76を形成する。境界部トレンチ26aの上部においてポリシリコン層74の上面が平坦であるので、レジスト層76の端部76aを正確な形状に形成することができる。次に、図11に示すように、レジスト層76をマスクとしてIGBT領域90にn型及びp型の不純物を注入する。これによって、IGBT領域90内に、トップボディ領域34、分離領域36、及び、ボトムボディ領域38を形成する。エッチングによって基板70上のポリシリコン層74が薄くなっているので、レジスト層76と基板70の間の距離が短い。また、上記の通り、レジスト層76の端部76aは正確な形状に形成されている。このため、IGBT領域90に正確に不純物を注入することができる。このため、トップボディ領域34、分離領域36、及び、ボトムボディ領域38を正確に形成することができる。トップボディ領域34、分離領域36、及び、ボトムボディ領域38を形成したら、レジスト層76を除去する。次に、開口部がパターニングされたレジスト層を用いてIGBT領域90に不純物を注入することで、エミッタ領域30とボディコンタクト領域32を形成する。
Next, as shown in FIG. 10, a resist
次に、図12に示すように、フォトリソグラフィによって、IGBT領域90を覆うようにポリシリコン層74上にレジスト層78を形成する。ここでは、レジスト層78の端部78aが境界部トレンチ26aの上部に位置するようにレジスト層78を形成する。境界部トレンチ26aの上部においてポリシリコン層74の上面が平坦であるので、レジスト層78の端部78aを正確な形状に形成することができる。次に、図13に示すように、レジスト層78をマスクとしてダイオード領域92にn型及びp型の不純物を注入する。これによって、ダイオード領域92内に、トップアノード領域52、分離領域54、及び、ボトムアノード領域56を形成する。なお、トップアノード領域52には、トップボディ領域34よりも低濃度にp型不純物を注入する。エッチングによって基板70上のポリシリコン層74が薄くなっているので、レジスト層78と基板70の間の距離が短い。また、上記の通り、レジスト層78の端部78aは正確な形状に形成されている。このため、ダイオード領域92に正確に不純物を注入することができる。このため、トップアノード領域52、分離領域54、及び、ボトムアノード領域56を正確に形成することができる。トップアノード領域52、分離領域54、及び、ボトムアノード領域56を形成したら、レジスト層78を除去する。次に、開口部がパターニングされたレジスト層を用いてダイオード領域92に不純物を注入することで、アノードコンタクト領域50を形成する。
Next, as shown in FIG. 12, a resist
次に、図14に示すように、ポリシリコン層74を上面側からウェットエッチングする。これによって、基板70の上面70a上のポリシリコン層74を除去する。また、トレンチ26内にポリシリコン層74を残存させる。トレンチ26内では壁面に近い位置ほどエッチングレートが速くなるので、トレンチ26内に残存するポリシリコン層74の上面の中央部に突起74aが形成される。トレンチ26内に残存するポリシリコン層74が、ゲート電極20となる。ゲート電極20の上面に突起74aが存在するが、既に上面側からの不純物注入が完了しているので、突起74aによる不具合は生じない。
Next, as shown in FIG. 14, the
次に、基板70を加熱することで、基板70に注入された不純物を活性化させる。次に、従来公知の方法によって、層間絶縁膜24、上部電極14、バッファ領域41、59、コレクタ領域42、カソード領域60、及び、下部電極16を形成することで、図1、2に示す半導体装置10が完成する。
Next, the
以上に説明したように、上記の製造方法によれば、境界部トレンチ26aの上部においてポリシリコン層74の上面を平坦化することができる。したがって、レジスト層76、78を形成するときに、境界部トレンチ26aの上部においてレジスト層76、78の端部76a、78aを正確な形状に形成することができる。このため、基板70内に正確に不純物を注入することができる。このため、この製造方法によれば、従来よりも半導体装置10の特性を安定化させることができる。
As described above, according to the above manufacturing method, the upper surface of the
なお、上述した実施形態では、ボトムボディ領域38に対する不純物注入とボトムアノード領域56に対する不純物注入を別工程で行った。しかしながら、ボトムボディ領域38とボトムアノード領域56の全体に対して、一度に不純物注入を行ってもよい。また、上述した実施形態では、分離領域36に対する不純物注入と分離領域54に対する不純物注入を別工程で行った。しかしながら、分離領域36と分離領域54の全体に対して、一度に不純物注入を行ってもよい。これらのような構成でも、トップボディ領域34に対する不純物注入とトップアノード領域52に対する不純物注入が別工程で行われるので、IGBTとダイオードの特性を最適化することができる。
In the above-described embodiment, the impurity injection into the
また、トップアノード領域52に対する不純物注入では、トップアノード領域52とトップボディ領域34の全体に対して一度に不純物注入を行ってもよい。この場合、別工程でトップボディ領域34にさらに不純物を注入することで、トップアノード領域52よりもp型不純物濃度が高いトップボディ領域34を形成することができる。
Further, in the impurity injection into the
以上、実施形態について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独あるいは各種の組み合わせによって技術有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの1つの目的を達成すること自体で技術有用性を持つものである。 Although the embodiments have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of claims. The techniques described in the claims include various modifications and modifications of the specific examples illustrated above. The technical elements described in the present specification or drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the techniques illustrated in this specification or drawings achieve a plurality of objectives at the same time, and achieving one of the objectives itself has technical usefulness.
10 :半導体装置
12 :半導体基板
14 :上部電極
16 :下部電極
20 :ゲート電極
22 :ゲート絶縁膜
24 :層間絶縁膜
26 :トレンチ
26a :境界部トレンチ
30 :エミッタ領域
32 :ボディコンタクト領域
34 :トップボディ領域
36 :分離領域
38 :ボトムボディ領域
40 :ドリフト領域
41 :バッファ領域
42 :コレクタ領域
50 :アノードコンタクト領域
52 :トップアノード領域
54 :分離領域
56 :ボトムアノード領域
58 :ドリフト領域
59 :バッファ領域
60 :カソード領域
70 :基板
71 :第1ポリシリコン層
72 :第2ポリシリコン層
74 :ポリシリコン層
74a :突起
76 :レジスト層
76a :端部
78 :レジスト層
78a :端部
90 :IGBT領域
92 :ダイオード領域
10: Semiconductor device 12: Semiconductor substrate 14: Upper electrode 16: Lower electrode 20: Gate electrode 22: Gate insulating film 24: Interlayer insulating film 26:
Claims (1)
半導体基板と、前記半導体基板の上面に設けられたトレンチと、前記トレンチ内に配置されたゲート絶縁膜を備える基板を準備する工程と、
前記トレンチ内と前記基板の上面にp型不純物を含有するポリシリコンにより構成されている第1ポリシリコン層を形成する工程であって、前記トレンチが前記第1ポリシリコン層で埋め込まれる工程と、
前記第1ポリシリコン層の上面に、p型不純物の含有濃度が前記第1ポリシリコン層よりも低い第2ポリシリコン層を形成する工程と、
前記第2ポリシリコン層に対するエッチングレートが前記第1ポリシリコン層に対するエッチングレートよりも遅いエッチング方法によって前記第1ポリシリコン層と前記第2ポリシリコン層からなるポリシリコン層を上側からエッチングする工程であって、エッチング前の前記第1ポリシリコン層の上面の位置よりも下側かつ前記基板の前記上面よりも上側まで前記ポリシリコン層をエッチングする工程と、
エッチング後に残存する前記ポリシリコン層の上面にレジスト層を形成する工程であって、前記レジスト層の端部が前記トレンチの上部に位置するように前記レジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層をマスクとして前記半導体基板に不純物を注入する工程と、
前記レジスト層を除去する工程と、
前記レジスト層の除去後に前記ポリシリコン層をエッチングして、前記基板の前記上面上の前記ポリシリコン層を除去するとともに前記トレンチ内に前記ポリシリコン層を残存させる工程、
を有する製造方法。 It is a manufacturing method of semiconductor devices.
A step of preparing a semiconductor substrate, a trench provided on the upper surface of the semiconductor substrate, and a substrate having a gate insulating film arranged in the trench.
A step of forming a first polysilicon layer made of polysilicon containing a p-type impurity in the trench and on the upper surface of the substrate, wherein the trench is embedded in the first polysilicon layer.
A step of forming a second polysilicon layer having a concentration of p-type impurities lower than that of the first polysilicon layer on the upper surface of the first polysilicon layer.
In the step of etching the polysilicon layer composed of the first polysilicon layer and the second polysilicon layer from above by an etching method in which the etching rate for the second polysilicon layer is slower than the etching rate for the first polysilicon layer. A step of etching the polysilicon layer below the position of the upper surface of the first polysilicon layer before etching and above the upper surface of the substrate.
A step of forming a resist layer on the upper surface of the polysilicon layer remaining after etching, and a step of forming the resist layer so that an end portion of the resist layer is located above the trench.
A step of injecting impurities into the semiconductor substrate using the resist layer as a mask,
The step of removing the resist layer and
A step of etching the polysilicon layer after removing the resist layer to remove the polysilicon layer on the upper surface of the substrate and leaving the polysilicon layer in the trench.
Manufacturing method having.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019126089A JP2021012940A (en) | 2019-07-05 | 2019-07-05 | Manufacturing method of semiconductor device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114496802A (en) * | 2022-04-14 | 2022-05-13 | 北京智芯微电子科技有限公司 | Manufacturing method of LDMOSFET (laser diode Metal oxide semiconductor field Effect transistor) device and LDMOSFET device |
-
2019
- 2019-07-05 JP JP2019126089A patent/JP2021012940A/en active Pending
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