JP3337012B2 - Semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、縦型の電界効果ト
ランジスタを有する半導体装置およびその製造方法に関
する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a semiconductor device having a vertical field effect transistor and a method of manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】縦型の電界効果トランジスタを有する半
導体装置においては、低Ron化、低容量化および低ゲ
ート抵抗化することが重要な要素となっている。このた
め、通常においてトレンチ型のセル構造がとられ、フォ
トリソグラフィー技術の進歩と共にセルサイズの小型化
を行い、低Ron化と低容量化を実現してきた。低ゲー
ト抵抗化は、ゲートポリシリコンにドーピングする不純
物量の増加およびゲートフィンガーの配置や本数の増加
により実現してきた。2. Description of the Related Art In a semiconductor device having a vertical field-effect transistor, it is important to reduce Ron, capacitance and gate resistance. For this reason, a trench-type cell structure is usually employed, and the cell size has been reduced along with the progress of photolithography technology, thereby realizing low Ron and low capacity. The reduction in gate resistance has been realized by increasing the amount of impurities doped into the gate polysilicon and increasing the arrangement and number of gate fingers.
【0003】従来の縦型の電界効果トランジスタを有す
る半導体装置を図9に基づいて説明する。従来の半導体
装置は、半導体基板101と、この半導体基板101の
上に形成されているエピタキシャル層102と、このエ
ピタキシャル層102の上に形成されているベース拡散
層103と、このベース拡散層103とエピタキシャル
層102に形成されているトレンチ溝104と、このト
レンチ溝104の面に形成されているゲート絶縁酸化膜
105と、トレンチ溝104の内部のゲート絶縁酸化膜
105の面に形成されているゲートポリシリコン層10
6と、このゲートポリシリコン層106の両側における
ベース拡散層103の上部に形成されているソース拡散
層107と、このソース拡散層107およびゲートポリ
シリコン層106の上に形成されている層間絶縁膜10
8と、この層間絶縁膜108の上に形成されているソー
ス電極メタル膜109とを有している。A conventional semiconductor device having a vertical field effect transistor will be described with reference to FIG. A conventional semiconductor device includes a semiconductor substrate 101, an epitaxial layer 102 formed on the semiconductor substrate 101, a base diffusion layer 103 formed on the epitaxial layer 102, and a base diffusion layer 103. A trench 104 formed in the epitaxial layer 102, a gate insulating oxide film 105 formed on the surface of the trench 104, and a gate formed on the surface of the gate insulating oxide film 105 inside the trench 104. Polysilicon layer 10
6, a source diffusion layer 107 formed on the base diffusion layer 103 on both sides of the gate polysilicon layer 106, and an interlayer insulating film formed on the source diffusion layer 107 and the gate polysilicon layer 106. 10
8 and a source electrode metal film 109 formed on the interlayer insulating film 108.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体装置においては、ベース拡散層103の上面を基
準にトレンチ溝104を形成し、ゲート絶縁酸化膜10
5を形成し、ゲートポリシリコン層106の充填を行う
ため、ゲートポリシリコン層106の全面プラズマエッ
チ(エッチバック)時にゲートポリシリコン層106の
上面がベース拡散層103の上面よりも下になってしま
う。このため、ソース拡散層107は0.4〜0.6μ
mぐらいに形成する必要があり、ベース拡散層103も
1.0〜1.5μmぐらいに形成される。ベース拡散層
103の深さにより、最適深さを持つトレンチ溝104
の深さも1.2〜1.7μmとなり、寄生容量を小さく
できないという問題がある。セルのシュリンクによる低
Ron化もフォトリソグラフィー技術だけでは、シュリ
ンク率が低く、効果を十分にあげることができなくなっ
てきている。低ゲート抵抗化もポリシリコンという物質
では、限界があり、十分とは言えない。However, in the conventional semiconductor device, a trench 104 is formed with reference to the upper surface of the base diffusion layer 103, and the gate insulating oxide film 10 is formed.
5 is formed and the gate polysilicon layer 106 is filled, so that the upper surface of the gate polysilicon layer 106 is lower than the upper surface of the base diffusion layer 103 during the entire surface plasma etching (etch back) of the gate polysilicon layer 106. I will. Therefore, the source diffusion layer 107 has a thickness of 0.4 to 0.6 μm.
m, and the base diffusion layer 103 is also formed to about 1.0 to 1.5 μm. Depending on the depth of the base diffusion layer 103, the trench 104 having an optimum depth
Is 1.2 to 1.7 μm, and there is a problem that the parasitic capacitance cannot be reduced. The reduction in Ron due to cell shrinkage has been reduced by photolithography technology alone, and the shrinkage rate has been low, and it has become impossible to achieve sufficient effects. There is a limit to the reduction of the gate resistance with a material such as polysilicon, which cannot be said to be sufficient.
【0005】本発明の目的は、容量を小さくし、かつ、
Ronを低くすることができる半導体装置およびその製
造方法を提供することにある。本発明の他の目的は、ゲ
ート抵抗を小さくすることができる半導体装置およびそ
の製造方法を提供することにある。It is an object of the present invention to reduce the capacity and
An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of reducing Ron and a method for manufacturing the same. Another object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of reducing gate resistance and a method for manufacturing the same.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項1に記載の発明は、半導体基板と、この半導
体基板の上に形成されているエピタキシャル層と、この
エピタキシャル層の上に形成されているベース拡散層
と、このベース拡散層とエピタキシャル層に形成されて
いるトレンチ溝と、このトレンチ溝の面に形成されてい
るゲート絶縁酸化膜と、このトレンチ溝の内部のゲート
絶縁酸化膜の面に形成され、上部がベース拡散層の上に
突出しているゲートポリシリコン層と、このゲートポリ
シリコン層の両側におけるベース拡散層の上部に形成さ
れているソース拡散層と、このソース拡散層の上におけ
るゲートポリシリコン層の両側に形成されているサイド
ウオール酸化膜と、このゲートポリシリコン層の上に形
成されているポリサイド層と、このソース拡散層の一部
の上およびベース拡散層の上に連続的に形成されている
シリサイド層とを有することを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 comprises a semiconductor substrate, an epitaxial layer formed on the semiconductor substrate, and an epitaxial layer formed on the semiconductor substrate. A base diffusion layer formed, a trench groove formed in the base diffusion layer and the epitaxial layer, a gate insulating oxide film formed on a surface of the trench groove, and a gate insulating oxide film in the trench groove. A gate polysilicon layer formed on the surface of the film and having an upper part projecting above the base diffusion layer; a source diffusion layer formed on the base diffusion layer on both sides of the gate polysilicon layer; A sidewall oxide film formed on both sides of the gate polysilicon layer above the layer, and a polysilicon film formed on the gate polysilicon layer. And de layer, and having a silicide layer is continuously formed on the upper and the base diffusion layer of a part of the source diffusion layer.
【0007】請求項2に記載の発明は、半導体基板を用
意する工程と、半導体基板の上にエピタキシャル層を形
成する工程と、エピタキシャル層にトレンチ溝を形成す
る工程と、トレンチ溝の面にゲート絶縁酸化膜を形成す
る工程と、トレンチ溝の内部のゲート絶縁酸化膜の面に
ゲートポリシリコン層を形成する工程と、上面がゲート
ポリシリコン層の上面より下に位置するようにエピタキ
シャル層の上にベース拡散層を形成する工程と、ゲート
ポリシリコン層の両側におけるベース拡散層の上部にソ
ース拡散層を形成する工程と、ソース拡散層の上におけ
るゲートポリシリコン層の両側にサイドウオール酸化膜
を形成する工程と、ゲートポリシリコン層の上にポリサ
イド層を形成する工程と、ソース拡散層の一部の上およ
びベース拡散層の上に連続したシリサイド層を形成する
工程とを有することを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a semiconductor substrate preparing step, a step of forming an epitaxial layer on the semiconductor substrate, a step of forming a trench in the epitaxial layer, and a step of forming a gate on the surface of the trench. Forming an insulating oxide film, forming a gate polysilicon layer on the surface of the gate insulating oxide film inside the trench, and forming the upper surface of the epitaxial layer such that the upper surface is located below the upper surface of the gate polysilicon layer. Forming a source diffusion layer on the base diffusion layer on both sides of the gate polysilicon layer, and forming a sidewall oxide film on both sides of the gate polysilicon layer on the source diffusion layer. Forming a polycide layer on the gate polysilicon layer; and forming a polycide layer on a portion of the source diffusion layer and a base diffusion layer. Characterized by a step of forming a continuous silicide layer.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図1に示すように、本発明
の第1の実施の形態としての半導体装置は、N型の半導
体基板1と、この半導体基板1の上に形成されているN
型のエピタキシャル層2と、このエピタキシャル層2の
上に形成されているP型のベース拡散層3と、このベー
ス拡散層3とエピタキシャル層2に形成されているトレ
ンチ溝4と、このトレンチ溝4の面に形成されているゲ
ート絶縁酸化膜5と、トレンチ溝4の内部のゲート絶縁
酸化膜5の面に形成され上部がベース拡散層3の上に突
出しているゲートポリシリコン層6と、このゲートポリ
シリコン層6の両側におけるベース拡散層3の上部に形
成されているソース拡散層7と、このソース拡散層7の
上におけるゲートポリシリコン層6の両側に形成されて
いるサイドウオール酸化膜8と、ゲートポリシリコン層
6の上に形成されているポリサイド層9と、ソース拡散
層7の一部の上およびベース拡散層3の上に形成されて
いるシリサイド層10とを有している。Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention includes an N-type semiconductor substrate 1 and an N-type semiconductor substrate 1 formed on the semiconductor substrate 1.
-Type epitaxial layer 2, a P-type base diffusion layer 3 formed on the epitaxial layer 2, a trench 4 formed in the base diffusion layer 3 and the epitaxial layer 2, and a trench 4 And a gate polysilicon layer 6 formed on the surface of the gate insulating oxide film 5 inside the trench 4 and having an upper part protruding above the base diffusion layer 3. A source diffusion layer 7 formed on the base diffusion layer 3 on both sides of the gate polysilicon layer 6 and a sidewall oxide film 8 formed on both sides of the gate polysilicon layer 6 on the source diffusion layer 7 A polycide layer 9 formed on the gate polysilicon layer 6 and a silicide layer formed on a part of the source diffusion layer 7 and on the base diffusion layer 3 Has a 0 and.
【0009】シリサイド層10は、サイドウオール酸化
膜8によりセルファラインで形成されている。半導体装
置は、さらにポリサイド層9とサイドウオール酸化膜8
およびシリサイド層10の一部の上に形成されている層
間絶縁膜11と、この層間絶縁膜11の上に形成されて
いるソース電極メタル膜12とを有している。The silicide layer 10 is formed by self-alignment with the sidewall oxide film 8. The semiconductor device further includes a polycide layer 9 and a sidewall oxide film 8.
And an interlayer insulating film 11 formed on a part of the silicide layer 10 and a source electrode metal film 12 formed on the interlayer insulating film 11.
【0010】次に、半導体装置の製造方法を図1乃至図
4に基づいて詳細に説明する。まず、図2に示すよう
に、Asをドーピングした1〜6/1000Ω・cmの
N型の半導体基板1の上に、Pをドーピングした0.3
〜0.4Ω・cmのN型エピタキシャル層2を厚さが約
6μmとなるように形成する。エピタキシャル層2の上
に約4000〜6000オングストロームのマスク材1
3を、熱酸化およびLPCVD法により形成し、フォト
リソグラフィーによりパターニングする。次に、マスク
材13およびエピタキシャル層2をプラズマエッチでエ
ッチングし、深さ0.6〜0.8μmのトレンチ溝4を
形成する。Next, a method for manufacturing a semiconductor device will be described in detail with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 2, a P-doped 0.3 μm on an N-type semiconductor substrate 1 of 1-6 / 1000 Ω · cm doped with As.
An N-type epitaxial layer 2 having a thickness of about 0.4 Ω · cm is formed so as to have a thickness of about 6 μm. A mask material 1 of about 4000 to 6000 angstroms on the epitaxial layer 2
3 is formed by thermal oxidation and LPCVD, and is patterned by photolithography. Next, the mask material 13 and the epitaxial layer 2 are etched by plasma etching to form a trench groove 4 having a depth of 0.6 to 0.8 μm.
【0011】次に、熱酸化でゲート絶縁酸化膜5を30
0〜700オングストロームの厚さに形成する。次に、
トレンチ溝4の内部のゲート絶縁酸化膜5の面にLPC
VD法によりゲートポリシリコン層6を5000〜10
000オングストロームの厚さに形成する。次に、プラ
ズマエッチ方法によりゲートポリシリコン層6をエッチ
バックする。Next, the gate insulating oxide film 5 is thermally
It is formed to a thickness of 0 to 700 angstroms. next,
LPC is applied to the surface of the gate insulating oxide film 5 inside the trench 4.
The gate polysilicon layer 6 is formed to a thickness of 5000 to 10 by the VD method.
It is formed to a thickness of 000 angstroms. Next, the gate polysilicon layer 6 is etched back by a plasma etch method.
【0012】次に、図3に示すように、マスク材13を
ウエットエッチ等でエッチングし、全面にボロンイオン
を注入して押し込むことにより接合深さ0.5〜0.6
μmのP型のベース拡散層3を形成する。次に、ベース
拡散層3にフォトリソグラフィーで選択的にAsイオン
を注入して押し込むことにより、接合深さ0.1〜0.
2μmのN型のソース拡散層7を形成する。Next, as shown in FIG. 3, the mask material 13 is etched by wet etching or the like, and boron ions are implanted and pushed into the entire surface to form a junction depth of 0.5 to 0.6.
A P-type base diffusion layer 3 of μm is formed. Next, As ions are selectively implanted and pushed into the base diffusion layer 3 by photolithography, so that the junction depth is 0.1 to 0.1.
An N-type source diffusion layer 7 of 2 μm is formed.
【0013】次に、図3に示すように、ベース拡散層3
およびソース拡散層7の上にCVD法により酸化膜を堆
積させ、全面プラズマエッチ(エッチバック)を行い、
サイドウオール酸化膜8を形成する。次に、全上面にT
i等をスパッタし、アニールによりポリサイド層9およ
びシリサイド層10を形成し、サイドウオール酸化膜8
の上の余剰のTiをウエットエッチで除去を行う。Next, as shown in FIG. 3, the base diffusion layer 3
And an oxide film is deposited on the source diffusion layer 7 by the CVD method, and plasma etching (etch back) is performed on the entire surface.
A sidewall oxide film 8 is formed. Next, T
i, etc., and a polycide layer 9 and a silicide layer 10 are formed by annealing.
Of excess Ti on the surface is removed by wet etching.
【0014】次に図1に示すように、層間絶縁膜11を
CVD法で堆積し、フォトリソグラフィーでパターニン
グを行い、ソースコンタクト窓を形成する。次に、バリ
ヤメタルとしてTiN/Tiをスパッタで形成してアニ
ール後にAlSiCuスパッタでソース電極メタル膜12を形
成する。Next, as shown in FIG. 1, an interlayer insulating film 11 is deposited by a CVD method, and is patterned by photolithography to form a source contact window. Next, TiN / Ti is formed as a barrier metal by sputtering, and after annealing, the source electrode metal film 12 is formed by AlSiCu sputtering.
【0015】本発明の第1の実施の形態においては、サ
リサイドという工程を採用しているので、フォトリソグ
ラフィーの回数を増加させることなく、かつ、フォトリ
ソグラフィーの高度な技術がなくても、容易に安価なプ
ロセスにより生産できる。本発明の第1の実施の形態
は、Nチャネル型の半導体装置に関するものあるが、本
発明は、Pチャネル型の半導体装置にも適用することが
できる。In the first embodiment of the present invention, since the salicide process is employed, the number of photolithography steps is not increased, and even if there is no advanced photolithography technology, it can be easily performed. Can be produced by an inexpensive process. Although the first embodiment of the present invention relates to an N-channel semiconductor device, the present invention can be applied to a P-channel semiconductor device.
【0016】本発明の第1の実施の形態においては、ゲ
ートポリシリコン層6の上部がベース拡散層3の上面よ
り上へ突き出ているから、ソース拡散層7を0.1〜
0.2μmの非常に浅い接合層で形成することができ
る。このため、縦方向に濃度プロファイルを持つベース
拡散層3は、0.5〜0.6μmの非常に浅い接合層で
形成することができ、ベース拡散層3の深さにより、最
適深さを持つトレンチ溝4の深さも0.6〜0.8μm
とすることができて非常に浅くすることができる。トレ
ンチ型の縦型の電界効果トランジスタの寄生容量は、こ
のトレンチ溝4の幅と深さによりほぼ決定されており、
トレンチ溝4の深さを浅くすることで寄生容量を大幅に
低減できる。In the first embodiment of the present invention, since the upper portion of the gate polysilicon layer 6 protrudes above the upper surface of the base diffusion layer 3, the source diffusion layer 7 is set to 0.1 to
It can be formed with a very shallow bonding layer of 0.2 μm. For this reason, the base diffusion layer 3 having the concentration profile in the vertical direction can be formed with a very shallow junction layer of 0.5 to 0.6 μm, and has an optimum depth depending on the depth of the base diffusion layer 3. The depth of the trench 4 is also 0.6 to 0.8 μm.
And can be very shallow. The parasitic capacitance of the trench type vertical field effect transistor is substantially determined by the width and depth of the trench 4.
By reducing the depth of the trench 4, the parasitic capacitance can be significantly reduced.
【0017】次に、ゲートポリシリコンの上部に形成さ
れたポリサイド層9は、十分にリン拡散された通常のゲ
ートポリシリコン抵抗の約1/10の抵抗であるため、
トレンチ型の縦型の電界効果トランジスタのゲート抵抗
を大幅に低減できる。ベース拡散層3の上に形成された
シリサイド層10は、ゲートポリシリコン層6とソース
コンタクト間の距離を、フォトリソグラフィー技術によ
らずにサイドウオール酸化膜8の幅で形成できるため、
セルサイズを小さくすることができる。セルサイズを小
さくすることで、単位面積当たりのセル密度を向上で
き、チャネル抵抗を低減することができる。また、本発
明の第1の実施の形態においては、フォトリソグラフィ
ーの回数の増加および高度技術は必要なく、安価に製造
することができる。Next, the polycide layer 9 formed on the gate polysilicon has a resistance of about 1/10 of a normal gate polysilicon resistance sufficiently diffused by phosphorus.
The gate resistance of the trench type vertical field effect transistor can be greatly reduced. Since the silicide layer 10 formed on the base diffusion layer 3 can form the distance between the gate polysilicon layer 6 and the source contact by the width of the sidewall oxide film 8 without using the photolithography technique,
The cell size can be reduced. By reducing the cell size, the cell density per unit area can be improved, and the channel resistance can be reduced. Further, in the first embodiment of the present invention, the number of times of photolithography is not increased and advanced technology is not required, and the device can be manufactured at low cost.
【0018】次に、本発明の第2の実施の形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図5に示すように、本発明の
第2の実施の形態としての半導体装置は、N型の半導体
基板1と、この半導体基板1の上に形成されているN型
のエピタキシャル層2と、このエピタキシャル層2の上
に形成されているP型のベース拡散層3と、このベース
拡散層3とエピタキシャル層2に形成されているトレン
チ溝4と、このトレンチ溝4の面に形成されているゲー
ト絶縁酸化膜5と、トレンチ溝4の内部のゲート絶縁酸
化膜5の面に形成され上部がベース拡散層3の上に突出
しているゲートポリシリコン層6と、このゲートポリシ
リコン層6の両側におけるベース拡散層5の上部に形成
されているソース拡散層7と、ゲートポリシリコン層6
に形成されている溝14と、この溝14の内部に形成さ
れているWSi層15とを有している。Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 5, a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention includes an N-type semiconductor substrate 1, an N-type epitaxial layer 2 formed on the semiconductor substrate 1, P-type base diffusion layer 3 formed on epitaxial layer 2, trench 4 formed in base diffusion layer 3 and epitaxial layer 2, and a gate formed in the surface of trench 4 An insulating oxide film 5; a gate polysilicon layer 6 formed on the surface of the gate insulating oxide film 5 inside the trench 4 and having an upper part protruding above the base diffusion layer 3; A source diffusion layer 7 formed on the base diffusion layer 5 and a gate polysilicon layer 6
And a WSi layer 15 formed inside the groove 14.
【0019】半導体装置は、さらにソース拡散層7とゲ
ートポリシリコン層6およびWSi層15の上に形成さ
れている層間絶縁膜11と、この層間絶縁膜11の上に
形成されているソース電極メタル膜12とを有してい
る。The semiconductor device further includes an interlayer insulating film 11 formed on the source diffusion layer 7, the gate polysilicon layer 6, and the WSi layer 15, and a source electrode metal formed on the interlayer insulating film 11. And a film 12.
【0020】次に、図5に示す半導体装置の製造方法を
図5乃至図8に基づいて詳細に説明する。まず、図6に
示すように、Asをドーピングした1〜6/1000Ω
・cmのN型の半導体基板1の上に、Pをドーピングし
た0.3〜0.4Ω・cmのN型エピタキシャル層2を
厚さが約6μmとなるように形成する。エピタキシャル
層2の上に約4000〜6000オングストロームのマ
スク材13を、熱酸化およびLPCVD法により形成
し、フォトリソグラフィーによりパターニングする。次
に、マスク材13およびエピタキシャル層2をプラズマ
エッチでエッチングし、深さ0.6〜0.8μmのトレ
ンチ溝4を形成する。Next, a method of manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 5 will be described in detail with reference to FIGS. First, as shown in FIG.
An N-type epitaxial layer 2 of 0.3 to 0.4 Ω · cm doped with P is formed on an N-type semiconductor substrate 1 having a thickness of about 6 μm. A mask material 13 of about 4000 to 6000 angstroms is formed on the epitaxial layer 2 by thermal oxidation and LPCVD, and is patterned by photolithography. Next, the mask material 13 and the epitaxial layer 2 are etched by plasma etching to form a trench groove 4 having a depth of 0.6 to 0.8 μm.
【0021】次に、熱酸化でゲート絶縁酸化膜5を30
0〜700オングストロームの厚さに形成する。次に、
トレンチ溝4の内部のゲート絶縁酸化膜5の面にLPC
VD法によりゲートポリシリコン層6を5000〜10
000オングストロームの厚さに形成する。次に、プラ
ズマエッチ方法によりゲートポリシリコン層6をエッチ
バックする。Next, the gate insulating oxide film 5 is thermally oxidized to 30
It is formed to a thickness of 0 to 700 angstroms. next,
LPC is applied to the surface of the gate insulating oxide film 5 inside the trench 4.
The gate polysilicon layer 6 is formed to a thickness of 5000 to 10 by VD method.
It is formed to a thickness of 000 angstroms. Next, the gate polysilicon layer 6 is etched back by a plasma etch method.
【0022】次に、図7に示すように、マスク材13を
ウエットエッチ等でエッチングし、全面にボロンイオン
を注入して押し込むことにより接合深さ0.5〜0.6
μmのP型のベース拡散層3を形成する。次に、ベース
拡散層3にフォトリソグラフィーで選択的にAsイオン
を注入して押し込むことにより、接合深さ0.1〜0.
2μmのN型のソース拡散層7を形成する。Next, as shown in FIG. 7, the mask material 13 is etched by wet etching or the like, and boron ions are implanted and pushed into the entire surface to form a junction depth of 0.5 to 0.6.
A P-type base diffusion layer 3 of μm is formed. Next, As ions are selectively implanted and pushed into the base diffusion layer 3 by photolithography, so that the junction depth is 0.1 to 0.1.
An N-type source diffusion layer 7 of 2 μm is formed.
【0023】次に、図8に示すように、フォトリソグラ
フィーによりゲートポリシリコン層6に溝14を形成す
る。次に、LPCVD法により、溝14の内部にWSi
を充填させて全面プラズマエッチ(エッチバック)を行
い、ゲートポリシリコン層6の溝14の内部にWSi層
15を形成する。Next, as shown in FIG. 8, a groove 14 is formed in the gate polysilicon layer 6 by photolithography. Next, WSi is formed inside the groove 14 by LPCVD.
To form a WSi layer 15 inside the trench 14 of the gate polysilicon layer 6 by plasma etching (etch back).
【0024】次に、図5に示すように、層間絶縁膜11
をCVD法で堆積し、フォトリソグラフィーでパターニ
ングを行い、ソースコンタクト窓を形成する。次に、バ
リヤメタルとしてTiN/Tiをスパッタで形成してア
ニール後にAlSiCuスパッタでソース電極メタル膜12を
形成する。Next, as shown in FIG.
Is deposited by a CVD method and patterned by photolithography to form a source contact window. Next, TiN / Ti is formed as a barrier metal by sputtering, and after annealing, the source electrode metal film 12 is formed by AlSiCu sputtering.
【0025】本発明の第2の実施の形態は、Nチャネル
型の半導体装置に関するものであるが、本発明は、Pチ
ャネル型の半導体装置にも適用することができる。本発
明の第2の実施の形態においては、ゲートポリシリコン
層6に埋め込まれたWSi層15を有しているから、さ
らにゲート抵抗を低減できる。Although the second embodiment of the present invention relates to an N-channel type semiconductor device, the present invention can be applied to a P-channel type semiconductor device. In the second embodiment of the present invention, since the WSi layer 15 is embedded in the gate polysilicon layer 6, the gate resistance can be further reduced.
【0026】[0026]
【発明の効果】本発明によれば、容量を小さくし、か
つ、Ronを低くすることができる。また、本発明によ
れば、ゲート抵抗を小さくすることができる。According to the present invention, the capacitance can be reduced and Ron can be reduced. Further, according to the present invention, the gate resistance can be reduced.
【図1】本発明の第1の実施の形態としての半導体装置
を示す略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1の半導体装置を製造する工程を説明するた
めの略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining a step of manufacturing the semiconductor device of FIG.
【図3】図1の半導体装置を製造する他の工程を説明す
るための略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining another process for manufacturing the semiconductor device of FIG. 1;
【図4】図1の半導体装置を製造する他の工程を説明す
るための略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining another process for manufacturing the semiconductor device of FIG. 1;
【図5】本発明の第2の実施の形態としての半導体装置
を示す略断面図である。FIG. 5 is a schematic sectional view showing a semiconductor device as a second embodiment of the present invention.
【図6】図5の半導体装置を製造する工程を説明するた
めの略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining a step of manufacturing the semiconductor device in FIG. 5;
【図7】図5の半導体装置を製造する他の工程を説明す
るための略断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining another process for manufacturing the semiconductor device of FIG. 5;
【図8】図5の半導体装置を製造する他の工程を説明す
るための略断面図である。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view for explaining another process for manufacturing the semiconductor device of FIG. 5;
【図9】従来の半導体装置を示す略断面図である。FIG. 9 is a schematic sectional view showing a conventional semiconductor device.
1 半導体基板 2 エピタキシャル層 3 ベース拡散層 4 トレンチ溝 5 ゲート絶縁酸化膜 6 ゲートポリシリコン層 7 ソース拡散層 8 サイドウオール酸化膜 9 ポリサイド層 10 シリサイド層 11 層間絶縁膜 12 ソース電極メタル膜 13 マスク材 14 溝 15 WSi層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 2 Epitaxial layer 3 Base diffusion layer 4 Trench groove 5 Gate insulating oxide film 6 Gate polysilicon layer 7 Source diffusion layer 8 Side wall oxide film 9 Polycide layer 10 Silicide layer 11 Interlayer insulating film 12 Source electrode metal film 13 Mask material 14 groove 15 WSi layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/78 H01L 21/336 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 29/78 H01L 21/336
Claims (2)
と、 前記エピタキシャル層の上に形成されているベース拡散
層と、 前記ベース拡散層と前記エピタキシャル層に形成されて
いるトレンチ溝と、 前記トレンチ溝の面に形成されているゲート絶縁酸化膜
と、 前記トレンチ溝の内部の前記ゲート絶縁酸化膜の面に形
成され、上部が前記ベース拡散層の上に突出しているゲ
ートポリシリコン層と、 前記ゲートポリシリコン層の両側における前記ベース拡
散層の上部に形成されているソース拡散層と、 前記ソース拡散層の上における前記ゲートポリシリコン
層の両側に形成されているサイドウオール酸化膜と、 前記ゲートポリシリコン層の上に形成されているポリサ
イド層と、 前記ソース拡散層の一部の上および前記ベース拡散層の
上に連続的に形成されているシリサイド層と、 を有することを特徴とする半導体装置。A semiconductor substrate; an epitaxial layer formed on the semiconductor substrate; a base diffusion layer formed on the epitaxial layer; and a base diffusion layer formed on the base diffusion layer and the epitaxial layer. A trench groove, a gate insulating oxide film formed on the surface of the trench groove, and a gate insulating oxide film formed on the surface of the gate insulating oxide film inside the trench groove, and an upper portion protruding above the base diffusion layer. A gate polysilicon layer, a source diffusion layer formed on the base diffusion layer on both sides of the gate polysilicon layer, and a side formed on both sides of the gate polysilicon layer on the source diffusion layer A wall oxide film, a polycide layer formed on the gate polysilicon layer, and a portion of the source diffusion layer. And a silicide layer continuously formed on the base diffusion layer.
と、 前記エピタキシャル層にトレンチ溝を形成する工程と、 前記トレンチ溝の面にゲート絶縁酸化膜を形成する工程
と、 前記トレンチ溝の内部の前記ゲート絶縁酸化膜の面にゲ
ートポリシリコン層を形成する工程と、 上面が前記ゲートポリシリコン層の上面より下に位置す
るように前記エピタキシャル層の上にベース拡散層を形
成する工程と、 前記ゲートポリシリコン層の両側における前記ベース拡
散層の上部にソース拡散層を形成する工程と、 前記ソース拡散層の上における前記ゲートポリシリコン
層の両側にサイドウオール酸化膜を形成する工程と、 前記ゲートポリシリコン層の上にポリサイド層を形成す
る工程と、 前記ソース拡散層の一部の上および前記ベース拡散層の
上に連続したシリサイド層を形成する工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。A step of preparing a semiconductor substrate; a step of forming an epitaxial layer on the semiconductor substrate; a step of forming a trench in the epitaxial layer; and forming a gate insulating oxide film on a surface of the trench. Forming a gate polysilicon layer on a surface of the gate insulating oxide film inside the trench groove; and forming a gate polysilicon layer on the epitaxial layer such that an upper surface is located below an upper surface of the gate polysilicon layer. Forming a source diffusion layer on top of the base diffusion layer on both sides of the gate polysilicon layer; and forming a source diffusion layer on both sides of the gate polysilicon layer above the source diffusion layer. Forming a wall oxide film; forming a polycide layer on the gate polysilicon layer; Forming a continuous silicide layer on a part of the diffused layer and on the base diffusion layer.
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